定向凝固鎳基高溫合金DZ445的疲勞性能研究.pdf

1、為了檢驗(yàn)一種新型高溫合金DZ445在不同服役條件下使用性能的可靠性，本文研究了該合金在不同溫度下的熱疲勞(采用DZ444和IN738合金作對(duì)比)，低周疲勞和高周疲勞行為，并對(duì)相應(yīng)的疲勞斷裂機(jī)制進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：
　　 三種合金的熱疲勞裂紋萌生位置均為V型缺口尖端，萌生方式主要為應(yīng)力誘導(dǎo)下氧化孔洞的產(chǎn)生、聚集和連接。IN738和DZ444合金的熱疲勞裂紋分別沿晶界、枝晶間擴(kuò)展，DZ445合金的裂紋擴(kuò)展方式隨著溫度的升高由沿枝晶

2、間轉(zhuǎn)變?yōu)檠鼐w學(xué)取向。總體上DZ445合金的熱疲勞性能最好，DZ444合金次之，IN738合金最差。高溫氧化和熱應(yīng)力的交互作用是熱疲勞的主要損傷機(jī)制，各合金在較高溫度下發(fā)生的一些微觀(guān)組織演化促進(jìn)了熱疲勞性能的降低。
　　 DZ445合金的900℃低周疲勞不存在過(guò)渡疲勞壽命，試樣的彈性應(yīng)變對(duì)疲勞壽命的貢獻(xiàn)大于塑性應(yīng)變，合金的強(qiáng)度是決定疲勞壽命的主要因素。總應(yīng)變幅為0.5％～0.7％時(shí)，合金首先發(fā)生循環(huán)硬化，隨后表現(xiàn)出循環(huán)穩(wěn)定；而總

3、應(yīng)變幅為0.8％和1.0％時(shí)，合金只發(fā)生循環(huán)硬化。位錯(cuò)與γ’相及析出相M23C6的交互作用導(dǎo)致了合金的循環(huán)硬化。低周疲勞下，合金的疲勞源在試樣表面或次表面上的鑄造疏松，加工缺陷以及駐留滑移帶處，瞬斷區(qū)以枝晶斷裂方式為主。試樣表面上滑移帶的產(chǎn)生促進(jìn)了疲勞裂紋和斷裂面的形成。
　　 DZ445合金光滑試樣和缺口試樣的600℃高周疲勞極限分別為440，340MPa，疲勞缺口敏感系數(shù)為0.1471。光滑試樣的疲勞源一般在表面或近表面處的