【摘 要】
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该文系统研究了K40S钴基高温合金的显微组织、力学性能及其相互关系,主要内容包括:碳化物转变、动态应变时效行为、高温高周疲劳、高温低周疲劳、高温缺口疲劳、裂纹扩展及高
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该文系统研究了K40S钴基高温合金的显微组织、力学性能及其相互关系,主要内容包括:碳化物转变、动态应变时效行为、高温高周疲劳、高温低周疲劳、高温缺口疲劳、裂纹扩展及高温蠕变行为.结果表明:元素间的直接反应是合金中二次碳化物M<,23>C<,6>、M<,6>C的沉淀析出机制,初生碳化物M<,7>C<,3>作为碳源,其分解促进反应的进行.同时,二次碳化物M6C的沉淀析出还与铸态组织中W的富集有关,其所需的金属原子M主要来源于铸态合金中W的富集区.在高温低周疲劳加载条件下,K40S合金疲劳裂纹萌生机制为表面滑移带开裂与表面碳化物相界面开裂的综合作用;疲劳裂纹萌生与扩展方式为穿晶型,瞬断区呈现枝晶间断裂特征;碳化物可作为障碍,阻碍疲劳裂纹的扩展,且为主要的二次裂纹发源地;K40S合金高温低周疲劳断裂为机械疲劳与高温环境氧化共同作用的结果.高温环境氧化导致裂纹尖端塑性降低,加速疲劳裂纹扩展.疲劳裂纹在近门槛区和Pari s区以穿晶方式扩展,疲劳断口瞬断区呈现枝晶间断裂特征.高温蠕变过程中,K40S合金基体中沉淀析出大量细小的二次碳化物M<,23>C<,6>,碳化物与位错间发生强烈的交互作用,有效地强化合金.K40S合金蠕变裂纹萌生于初生碳化物,连续的长的初生碳化物与基体界面是蠕变裂纹扩张的便捷通道,K40S合金蠕变断裂为穿晶韧性断裂.K40S合金700℃和900℃主要通过位错绕越碳化物相粒子过程产生蠕变变形,而800℃时K40S合金的蠕变变形机制为位错切割碳化物相粒子.
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