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γ′ 相对高钨镍基高温合金拉伸和持久变形行为的影响

676 编辑：中冶有色网来源：韦林,周思耕,盛乃成,于金江,侯桂臣,王标,权佳,周亦胄,孙晓峰,康涌

2024-04-11 16:32:01

镍基高温合金在高温具有优异的力学和抗氧化腐蚀性能，是制造航空发动机和燃气轮机核心零部件的关键材料[1] 随着对航空发动机性能要求的提高，对其承温能力提出了更高的要求高温合金中的难熔元素(W、Mo、Re等)能有效地提高其固溶强化水平，从而使其承温能力提高[2~5] 用W元素部分替代高温合金中的Re等稀贵金属元素，在提高其力学性能的同时还能降低制造成本[6] 因此，对高钨高温合金的研发受到国内外学者的极大关注[7, 8] 镍基高温合金中的析出相主要有A1型γ基体和L12型γ?有序相，皆为面心立方结构且有明显的共格关系[1] γ?相是镍基高温合金中最重要的强化相，其含量、形貌和尺寸都显著影响合金的高温力学性能[9, 10] 因此，在高温合金的变形过程中位错与γ?相的交互作用极为重要 Wang等[11] 的研究表明，在室温拉伸过程中位错以层错的形式切入γ?相并阻碍其他位错运动，使合金的屈服强度提高 Cui等[12]发现，M951G合金中的连续层错穿过γ?相，促进了合金的加工硬化 Zhou等[13]报道，在高钨高温合金的高温拉伸过程中析出的纳米γ?相颗粒有助于提高其高温强度 Xie等[14]指出，γ?相在蠕变过程中发生定向粗化，位错在γ-γ?界面形成密集的网状结构这些研究结果表明，形貌和尺寸不同的γ?相在合金变形过程中与位错的作用机制也不同虽然对γ?相与位错之间的关系研究得较多，但是在高温合金的服役过程中γ?相对位错迁移机制的影响仍不明确研究表明，在单晶高温合金的超温蠕变过程中析出的二次γ?使其蠕变寿命降低[15] 而Guo等[16]发现，在K465合金的热循环蠕变过程中析出的二次γ?相有助于阻碍位错运动而使起抵抗蠕变变形的能力提高 K416B合金是典型的镍基高钨高温合金，其钨含量高达16%(质量分数)，使用温度超过1000℃ K416B是沉淀强化型高温合金，其中γ?相的体积分数可达60%~70%[17, 18] 因此，γ?相对K416B合金的性能至关重要以往关于K416B合金的报道主要集中在长期时效和测试条件对其性能的影响[7, 19, 20]，对合金在高温下析出的二次γ?相与性能的关系研究较少 K416B合金在冷却过程中极易在γ通道中析出大量尺寸约为100 nm的细小二次γ?相，对合金的力学性能有重要的影响[21] 本文通过热处理调整合金中γ?相的尺寸及

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