镍基单晶高温合金具有优异的高温蠕变、疲劳、氧化及腐蚀抗力等综合性能，可用于制造航空发动机和工业燃气轮机的涡轮叶片[1,2]
这种叶片在高温服役过程中承受<001>轴向的离心载荷，离心应力导致的蠕变损伤是其主要失效机制之一[3,4]
随着镍基单晶高温合金承温能力的不断提高，其高温蠕变行为受到极大的关注并进行了大量关于高温蠕变机制的研究[5~10]
研究结果有：(1)高温蠕变变形主要受控于位错运动，蠕变强度取决于位错越过γ'相的难易程度
(2)高温蠕变变形的主要特征是γ/γ'界面位错网和γ'筏状组织的形成
然而，为了保证叶片安全服役，除了研究镍基单晶高温合金的蠕变变形行为，还需针对叶片的服役工况研究其组织退化规律和组织退化-性能损伤间的关系
结果表明，镍基高温合金涡轮叶片的蠕变组织损伤主要表现为：γ'相粗化连接和筏排、γ'相含量的改变、MC碳化物的分解、晶界析出、晶界形貌的改变以及TCP的相析出[11~14]
袁晓飞等[15~17]研究了等轴晶铸造K465高温合金在不同温度下热暴露不同时间和热力耦合后微观组织的演变，并对微观组织退化进行了量化表征
冯强等[18~20]进行变截面持久实验，得到了DZ125合金在不同温度、应力及时间条件下的微观组织演化规律，对其微观组织损伤参量进行了量化表征并预测了蠕变剩余寿命
目前围绕镍基高温合金组织损伤与蠕变性能关系的研究，主要集中在多晶高温合金和定向凝固高温合金[21,22]
鉴于此，本文对DD413单晶高温合金进行蠕变实验模拟不同热力耦合作用下的微观组织损伤并对其进行量化表征
同时，测试其蠕变中断+再蠕变性能，建立组织损伤-剩余蠕变性能的关系
1 实验方法
实验用材料是镍基单晶高温合金DD413，其名义成分(质量分数，%)为0.07C，12Cr，9Co，3.8W，1.85Mo，3.6Al，4.1Ti，5Ta，余量Ni
用真空感应炉熔炼母合金，用传统Bridgman法(HRS)高速凝固制备单晶试棒
通过EBSD技术确定单晶试棒的晶体取向，实验用试棒的晶体取向与<001>生长方向的之差小于8°
采用固溶+时效处理合金，其热处理制度为：1250℃/4 h/AC+1080℃/4 h/AC
将经过标准热处理的单晶试棒加工成拉伸蠕变试样，并在980℃/200 MPa、870℃/430 MPa恒定拉伸载荷
声明：
“一种镍基单晶高温合金的蠕变组织损伤对再蠕变行为的影响” 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：张敏,张思倩,王栋,陈立佳
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2025年05月23日 ~ 25日 
