镍基单晶高温合金具有优异的高温强度和环境抗力，广泛用于制造先进航空发动机的叶片[1,2]
为满足航空发动机推重比和热效率日益增长的需求，单晶叶片的服役温度越来越高
发动机工作状态的改变产生温度梯度和热应力，使叶片发生热疲劳损伤
热疲劳损伤已经成为单晶叶片的主要失效形式[3]，引起了极大的关注
学者们对多晶和定向柱晶的热疲劳行为已经有较多的研究[4~7]，认为高温氧化和热应力是高温合金材料发生热疲劳损伤的重要诱因
在高温下晶界容易发生氧化和脆化，受到循环热应力的作用后开裂而萌生热疲劳裂纹
同时，合金近表面处的夹杂、铸孔、碳化物、γ/γ′共晶等，都可能成为热疲劳裂纹的形核点[8,9]
Chen等[10]研究GH536合金在800~900℃的热疲劳行为时发现，热疲劳裂纹以穿晶模式萌生
裂纹一旦形核，就在热应力的驱动下迅速沿着强度较低的晶界扩展[6, 7]
Zhang等[4]研究定向柱晶高温合金DZ125的热疲劳行为时发现，裂纹总是沿着变形的γ′相和热疲劳循环过程中生成的氧化产物形成的通道扩展，裂纹尖端的应力场和氧化反应程度共同决定了裂纹的扩展速率
但是，目前对镍基单晶高温合金热疲劳行为的研究较少
Zhou等[11]研究了带有不同角度圆孔的单晶合金的热疲劳行为，发现裂纹更容易在理论上应力集中最大的部位萌生
由于没有晶界，单晶高温合金热疲劳裂纹萌生后在内部没有明显的弱化通道扩展
目前普遍认为，高温合金在热疲劳变形过程中激活了{111}<110>滑移系，因此单晶合金的热疲劳裂纹更倾向于沿特定晶体学取向扩展[5,12,13]
Xiao等[14]研究发现，随着温度从900℃升高到950℃，裂纹的扩展方式由沿枝晶间扩展转变为沿晶体学取向扩展
更高的温度使合金微观组织发生变化，从而影响其热疲劳性能
已有研究表明，晶体取向可影响合金的热疲劳行为
Wang等[12]对比研究了一种第三代单晶高温合金不同二次枝晶取向试样的热疲劳行为，发现[100]取向和[110]取向的热疲劳裂纹沿着完全不同的路径扩展
而Lv等[13]研究一种第二代单晶高温合金的热疲劳行为时发现，[100]取向与[110]取向的试样只是其裂纹扩展速率不同，裂纹扩展路径并没有太大差异
显然，不同代次单晶高温合金的取向和温度，尤其是与高温相关的热疲劳机制仍不清楚，需要进一步研究
Xia等[15]对比了不同缺
声明：
“缺口取向及温度对第三代单晶高温合金DD33热疲劳行为的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：郑明瑞,李亚微,刘静,王莉,郑伟,董加胜,张健,楼琅洪
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2025年05月23日 ~ 25日 
