单晶镍基高温合金的蠕变断裂

金属学报

1992, Vol. 28

Issue (3): 32-37

论文

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单晶镍基高温合金的蠕变断裂

艾素华;V.LUPINC;M.MALDINI

中国科学院金属研究所;材料疲劳与断裂国家重点实验室;意大利国家研究委员会特种材料研究所;意大利国家研究委员会特种材料研究所

CREEP FRACTURE IN SINGLE CRYSTALLINE Ni-BASE SUPERALLOYS

AI Suhua;V. LUPINC;M. MALDINI State Key Laboratory for Fracture and Fatigue of Materials; Institute of Metal Research; Academia Sinica; Shenyang; Istituto Perla Tecnologia dei Materiali; Consiglio Nazionale Delle Ricerche; Italy

引用本文:

艾素华;V.LUPINC;M.MALDINI. 单晶镍基高温合金的蠕变断裂[J]. 金属学报, 1992, 28(3): 32-37.
, , . CREEP FRACTURE IN SINGLE CRYSTALLINE Ni-BASE SUPERALLOYS[J]. Acta Metall Sin, 1992, 28(3): 32-37.

全文: PDF(1469 KB)

摘要: 本文研究了〈001〉取向的CMSX—2,SRR99和RR2000三种单晶镍基高温合金,从750-1000℃温度范围和从150—680MPa应力下的蠕变断裂特征;用扫描电镜对上述各种实验状态下的蠕变断口和纵向剖面进行了详细观察。结果表明:单晶的蠕变断裂具有明显的晶体学特征,蠕变裂纹总是从已有的铸造的显微疏松处萌生;对于含碳量较高的材料,碳化物及其与基体的界面也是裂纹萌生的有利位置;这些已萌生的裂纹在外加应力轴垂直的(001)面上各向异性地扩展,直到由于承载截面的逐渐减小而导致最终破坏。虽然在较高的实验温度下,断口被强烈地氧化,但是蠕变断裂特征没有改变,在对三种材料断口上(001)面的大小和面积分数的测量和计算表明,用面积分数来表征蠕变损伤程度是可行的。

关键词 ：单晶镍基高温合金, 显微疏松, 裂纹萌生, 蠕变断裂

Abstract：Creep fracture behaviour of <001> oriented single crystalline Ni--basesuperalloys CMSX--2, SRR99 and RR2000 has been investigated in the temperaturerange of 750--1000℃ and under stress with in the scope of 150--680 MPa. The creepfracture surfaces and logitudinal sections of crept specimens have been examined bySEM. Creep cracks seem always to initiate at inherent casting pores and slowly propa-gate anisotropically along the (001) planes, perpendecular to axis of stress applied, upto the final fast fracture. Creep cracks can also nucleate at fractured carbides or at in-terfaces between carbides and matrix in the alloys containing more carbon. Although athigher testing temperatures, oxidation masked strongly the fracture surface, the creepdamage mechanism did not seem to vary in the temperature and stress range explored.The size distribution and the area fraction of (001) facets on fracture surface character-ize the creep crack damage level reached just before the collapse.

Key words： single crystal Ni-base superalloy micropore crack initiation creep fracture

收稿日期: 1992-03-18

基金资助:国际理论物理中心资助

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