小角度晶界对DD5镍基单晶高温合金中、高温条件下力学性能的影响

发布时间：2022-01-09 05:02

　　采用双籽晶制备第二代镍基单晶高温合金DD5合金双晶试板并加工成力学试样,研究小角度晶界对DD5合金中、高温条件下拉伸、持久性能的影响。结果表明:在760℃拉伸条件下,晶界角度小于14.8°时,试样抗拉强度大于1100 MPa,伸长率大于8%,断面收缩率大于14%,晶界角度大于14.8°后,抗拉强度、伸长率以及断面收缩率随着晶界角度的增大而下降,屈服强度则没有显著变化;在980℃拉伸中,晶界角度小于19.4°时,试样抗拉强度大于760 MPa,屈服强度大于630 MPa,伸长率以及断面收缩率则随晶界角度的增大而快速下降,至19.4°时,伸长率下降至1.4%,断面收缩率下降至2.8%;在870℃/551 MPa持久条件下,当晶界角度小于7.8°时,试样持久寿命大于110 h,伸长率大于19.8%,断面收缩率大于23.1%,当晶界角度大于7.8°后,试样持久寿命、伸长率以及断面收缩率随晶界角度的增大而快速下降。 

【文章来源】：材料工程. 2020,48(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

图1 双晶试板及力学试样制备示意图[5]

在试板两侧晶粒竞争生长过程中,枝晶的取向、抽拉速率、温度场的变化、浓度场的变化都会影响到双晶的竞争生长[17-18],因此尽管控制了两侧籽晶的取向,最后所得到的试板的晶界依然呈现出复杂的空间形态,并不全都平行于枝晶生长方向。不同晶界角度试板晶粒间的宏观衬度如图2所示。由图2可以看出,当晶界角度小于5°时,两侧晶粒衬度极不明显,晶界平直且平行于枝晶生长方向;当晶界角度大于5°时,两侧晶粒衬度随晶界角度的增大而加大,晶界发生偏转、弯曲的倾向增大,难以保证晶界平行于枝晶生长方向。图3 试样实验前后对比

综上所述,在980 ℃拉伸中随着试样晶界角度的增大,裂纹更易在枝晶间萌生,导致枝晶断裂特征增多,试样伸长率及断面收缩率快速下降。2.4 小角度晶界试样的持久性能

【参考文献】：
期刊论文
[1]小角度晶界对DD5镍基单晶高温合金力学性能的影响[J]. 秦健朝,崔仁杰,黄朝晖,赵金乾,张毅鹏,宗毳,陈升平.  航空材料学报. 2017(03)
[2]二代镍基单晶高温合金DD5的组织演化和稳定性（英文）[J]. 崔仁杰,黄朝晖.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(08)
[3]980℃长期时效对DD5镍基单晶高温合金组织与性能的影响[J]. 崔仁杰,黄朝晖,张毅鹏,秦健朝.  材料热处理学报. 2016(06)
[4]晶界角度对一种镍基双晶高温合金持久性能的影响[J]. 曹亮,周亦胄,金涛,孙晓峰.  金属学报. 2014(01)
[5]双晶镍基高温合金定向凝固过程的结构演化[J]. 周亦胄,金涛,孙晓峰.  金属学报. 2010(11)
[6]DD6单晶高温合金扭转小角度晶界的拉伸性能[J]. 史振学,李嘉荣,刘世忠,赵金乾.  航空材料学报. 2009(03)
[7]小角度晶界对单晶高温合金DD6拉伸性能的影响[J]. 赵金乾,李嘉荣,刘世忠,袁海龙.  材料工程. 2008(08)
[8]铸造高温合金发展的回顾与展望[J]. 陈荣章,王罗宝,李建华.  航空材料学报. 2000(01)
[9]DD8镍基高温合金单晶制备中的杂晶长大机制[J]. 刘志义,雷毅,傅恒志.  金属学报. 2000(01)



本文编号：3578013