热力耦合对一种第四代镍基单晶高温合金1100℃蠕变组织演变的影响

徐静辉¹，李龙飞¹，刘心刚²，李辉²，冯强¹

1. 北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京材料基因工程高精尖创新中心2. 中国科学院金属研究所

摘 要：以一种第四代镍基单晶高温合金为研究对象,采用变截面蠕变试样,在1100℃、43～96 MPa条件下进行200 h蠕变中断实验,利用SEM和TEM观察了微观组织演变规律,利用同步辐射高能XRD和EPMA分析了高温低应力条件下镍基单晶高温合金的蠕变组织演变。结果表明:随着应力的增大,镍基单晶高温合金的γ′相体积分数降低,筏化程度增大且筏排厚度下降,同时,γ相通道宽度逐渐增大,而γ/γ’两相界面位错网间距逐渐减小。固溶强化元素Re、Mo和Cr等在γ相中的富集导致γ/γ’两相错配度绝对值增大。蠕变过程中γ’相体积分数降低和γ’相筏排厚度减小显著降低了合金的强度。另外,位错在γ′相溶解所导致的弯曲相界处的塞积,使位错易于切入γ′相,也是镍基单晶高温合金室温硬度下降的重要原因。

关键词：第四代镍基单晶高温合金;高温低应力;变截面蠕变;组织演变;γ′相;