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本文通过测定[001]、[011]以及[111]取向单晶合金在不同条件下的蠕变曲线及组织形貌观察,研究了不同取向单晶合金的蠕变行为及微观变形机制,得出以下结论:[001]取向单晶合金的横断面枝晶呈现整齐的“+”字花样;[011]取向合金在横截面沿垂直方向的枝晶尺寸较长,沿水平方向的枝晶尺寸较短;而[111]取向的二次枝晶呈60°、或120°夹角分布。[001]、[011]和[111]取向单晶合金经完全热处理后,其组织结构均是立方γ′相沿<100>取向规则排列,其中,[011]取向合金中立方γ′相在(100)晶面呈45o角排列,经高温蠕变后,γ′相在三维空间沿<100>特定取向形成纤维状筏形组织,其γ基体相连续填充在筏状γ′相之间。[111]取向合金经高温蠕变后,γ′相在(?101)晶面沿与[111]应力轴方向近似呈约35°角形成筏状组织,形成的筏状γ′相在三维空间交错生长,γ基体相连续填充在筏形γ′相之间。在1040℃/137MPa条件下,[001]、[111]和[011]取向单晶合金的蠕变寿命依次降低;根据不同条件蠕变性能的比较,确定出在高、中温蠕变条件下,[001]取向合金具有较好的蠕变抗力和较长的蠕变寿命,而[011]取向合金的蠕变性能较差。在实验的温度和应力范围内,测定出不同取向单晶合金的表观蠕变激活能分别为Q[001] = 469.56kJ/mol、Q[011] = 396.54kJ/mol和Q[111] = 411.12kJ/mol;应力指数分别为n[001] = 4.77、n[011] = 4.10和n[111] = 5.56。[001]取向单晶合金在稳态蠕变期间的变形机制是位错攀移越过筏状γ′相,[001]和[011]取向单晶合金在蠕变后期的变形机制是<110>超位错剪切筏状γ′相;而[111]取向单晶合金在蠕变期间,应变量较大,有较多位错切入筏状γ′相,使其相邻γ′相之间产生取向差,并形成亚晶结构。在蠕变后期,[011]、[111]取向单晶合金首先在筏形γ′/γ两相界面之间出现裂纹,并沿垂直于应力轴方向逐渐扩展,是其合金在高温蠕变期间的主要断裂机制。