论文部分内容阅读
本文利用热力学方法计算了Ni-Al-W和Ni-Al-Co合金的层错能,研究了W、Co、Al对Ni基合金层错能的影响;利用经验公式计算了几种不同成分合金中γ和γ′相的晶格常数和错配度。通过差热曲线分析和组织形貌观察,确定出合金4的热处理工艺;通过测定合金中立方γ′相的筏形化速率、及SEM、TEM微观组织观察,研究了合金在蠕变期间的组织演化规律;通过测定多种成分合金蠕变期间位错运动的内摩擦应力及微观形貌观察,研究了元素对合金蠕变抗力的影响规律及合金不同蠕变期间的变形机制。 结果表明:元素Al可明显降低Ni-W、Ni-Co合金的层错能,元素W、Co均提高Ni-Al合金的层错能,随温度提高,Ni-Al-W、Ni-Al-Co合金的层错能增加。合金4的热处理‘窗口’是48℃,确定的热处理工艺为:1280℃,2h+1300℃,4h,A.C+1040℃,4h,A.C.+870℃,24h,A.C.。稳态蠕变期间,合金中位错运动的平均内摩擦应力值（σ0）随外加应力（σ）的提高,略有提高,随温度的升高而明显降低。元素W的固溶强化作用优于元素Mo,随元素Ta含量的增加,高温下稳定γ′相的作用增强。与其它合金比较,具有较小晶格错配度的合金4蠕变期间具有最大的内摩擦应力和蠕变激活能,因此,具有较高的蠕变抗力和较长的持久寿命。 γ′相的筏型化速率与施加的应力与温度条件有关,随温度升高、应力增大,γ′相筏形化速率提高;由于合金4中含有较多的高熔点元素Ta和W,降低了其它元素的扩散速率,使γ′相筏形化时间延长,立方γ′相形成N-型筏状结构后可有效阻碍位错运动,提高合金的蠕变抗力,其中γ基体通道中析出的细小立方γ′相是保证合金具有较长持久寿命的主要原因。合金4在蠕变初期的变形特征是:（1/2）<110>位错在γ基体中运动,借助位错反应,可使位错增殖,蠕变后期的变形特征是<110>螺、刃超位错切入γ′相。