论文部分内容阅读
通过对FGH95粉末镍基合金进行不同温度的热等静压(HIP)和热处理,并进行蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了热处理工艺对合金组织结构与蠕变行为的影响,探讨了合金在蠕变期间的变形与断裂机制。结果表明:随热等静压(HIP)温度提高,合金中原始颗粒边界区域的一次粗大γ′相尺寸和数量逐渐减小,不同温度热等静压合金经1155℃固溶、低温盐浴冷却及时效后,在晶界处仅有少量的粗大γ′相存在,并有较多的粒状(Nb,Ti)C碳化物在晶内及晶界弥散析出,使合金具有较好的持久性能。1150℃HIP合金经1140℃固溶及时效处理后,在颗粒边界区域仍存在较多粗大γ′相和γ′相贫化区,随固溶温度提高,粗大γ′相及γ′相贫化区数量减少。当固溶温度提高到1160℃,合金中粗大γ′相完全溶解,γ′相贫化区消失,其获得的组织是高体积分数细小γ′相在晶内弥散分布,并有粒状(Nb,Ti)C型碳化合物在晶内及沿晶界不连续析出;其沿晶界不连续析出的碳化物可提高合金中晶界的结合强度,并抑制晶界滑移,是使该合金具有较高蠕变抗力和较长蠕变寿命的主要原因;经1165℃固溶和时效处理后,合金的晶粒尺寸明显长大,并有片状碳化物膜沿晶界连续析出。在试验的温度和应力范围内,测定出1150℃HIP/ 1160℃固溶处理合金和1180℃HIP/1155℃固溶处理合金在蠕变期间的激活能分别为:Q1= 580.3kJ/mol和Q2 = 618.0 kJ/mol。在蠕变期间,合金的变形机制是位错以Orowan机制饶过γ′相和切割γ′相,其中,位错切入γ或γ′相后,可分解形成不全位错+层错的位错组态。蠕变后期,合金的变形特征是晶内发生单取向滑移,随蠕变进行位错在晶界处塞积,并引起应力集中,致使裂纹在晶界处萌生及扩展是合金的蠕变断裂机制。完全热处理态合金在蠕变后期发生沿晶和穿晶混合断裂,其中沿晶界析出的细小碳化物是致使沿晶断裂断口呈现非光滑表面的主要原因。