金属学报  2006, Vol. 42 Issue (10): 1056-1060

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铸造镍基高温合金K445的热疲劳行为

李友林 袁 超 郭建亭

中国科学院金属研究所; 沈阳 110016

THERMAL FATIGUE BEHAVIOR OF NICKEL BASE SUPERALLOY K445

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李友林; 袁超; 郭建亭 . 铸造镍基高温合金K445的热疲劳行为[J]. 金属学报, 2006, 42(10): 1056-1060 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(436 KB)   摘要: 利用开有V形缺口的平板试样，研究了一种新型铸造高温合金K445在最高温度分别为800、850、900℃，最低温度为室温的热循环下的热疲劳行为. 通过光学显微镜和扫描电镜观察合金的组织和热疲劳裂纹形貌，研究热疲劳损伤机制. 结果表明，热疲劳主裂纹主要从V形缺口处萌生，沿晶界扩展，而二次裂纹则穿晶扩展. 当最高循环温度为800℃时，碳化物的组成和分布起主要作用，(Ti, Ta)C的开裂处以及碳化物与基体分离的界面处是裂纹优先形成区域. 当最高循环温度为900℃时，高温氧化的作用占主导地位. 应力辅助作用下的晶界氧脆是此时的主要损伤机制. 关键词 ： 铸造高温合金,  热疲劳,  碳化物,  高温氧化     Abstract：A study of thermal fatigue (TF) behavior of cast nickel-base superalloy K445 was conducted between the temperatures ranging from 800℃ to 900℃ and RT, using plate specimens notched to induce crack initiation. Conventional optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) examinations were conducted to investigate the damage mechanisms of thermal fatigue. Almost all the primary fatigue cracks at elevated temperatures propagate intergranularly and the secondary crack is transgranular. At 800℃, coarse MC carbides either at grain boundaries or within the grain interior, as well as decohesion of MC/matrix interface, are the preferential sites of crack initiation and propagation. At 900℃, crack propagation is an oxidation-dominant and carbide-assisted process. Stress assisted grain boundary oxygen (SAGBO) embrittlement is the principle mechanism of the environmental degradation to the alloy at the crack-tip region. Key words： cast superalloy    thermal fatigue    carbide    oxidation 收稿日期: 2006-04-04      ZTFLH:  TG132.3   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 李友林 袁超 郭建亭 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/Y2006/V42/I10/1056 [1]Varin J D.In:Sims C T,Hagel W C eds,The Superalloys,New York:John Wiley & Sons,1972:242 [2]Blümm M,Demestral B,Eggeler G,Réza(?)-Aria F.Scr Metall Mater,1995;33:719 [3]Felberbaum L,Voisey K, G(?)umann M,Viguier B,Mortensen A.Mater Sci Eng,2001;A299:152 [4]Li Z J,Zhou L Z,Guo J T,Yao J.J Mater Eng,2005;(8):24(李志军，周兰章，郭建亭，姚俊．材料工程，2005；(8)：24) [5]Yuan F H,Sun X F,Guan H R,Hu Z Q.J Mater Eng,2001;(Suppl):22 ??(袁福河，孙晓峰，管恒荣，胡壮麒．材料工程，2001；(增刊)：22) [6]Woodford D A,Mowbray D F.Mater Sci Eng,1974;16:5 [7]Glenny E,Taylor T A.J Inst Met,1959-1960;88:449 [8]Bhattachar V S.Int J Fatigue,1995;17:407 [9]Reuchet J,Rémy L.Mater Sci Eng,1983;58:33 [10]He L Z,Zheng Q,Sun X F,Guan H R,Hu Z Q,Tieu A K,Lu C,Zhu H T.Mater Sci Eng,2005;A397:297 [11]Chen Q Z,Jones C N,Knowles D M.Mater Sci Eng,2004;A385:402 [12]Kaufman M.In:Gell M,Kortovich C S,Bricknell R H,Kent W B,Radavich J F eds,Superalloy 1984,Warrendale PA:AIME,1984:43 [13]Elliott R O,Kempter C P.J Phys Chem,1958;62:630 [14]Brandes E A.Smithells Metals Reference Book.6th Edition,London:Butterworths,1983:14 [15]Reuchet J,Pémy L.Mater Sci Eng,1983;58:19 [16]Florren S,Kane R.Metall Trans,1979;10A:1745 [17]Li M S.High Temperature Corrosion of Metals.Beijing:Metallurgical Industry Press,2001:349(李美栓．金属的高温腐蚀．北京：冶金工业出版社，2001：349) [18]Kang B,Liu X B,Cisloiu C,Chang K M.Mater Sci Eng,2003;A347:205w [1] 刘继浩, 周健, 武会宾, 马党参, 徐辉霞, 马志俊. 喷射成形M3高速钢偏析成因及凝固机理[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 599-610. [2] 沈朝, 王志鹏, 胡波, 李德江, 曾小勤, 丁文江. 镁合金抗高温氧化机理研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(3): 371-386. [3] 徐文国, 郝文江, 李应举, 赵庆彬, 卢炳聿, 郭和一, 刘天宇, 冯小辉, 杨院生. 微量Al、Ti对Inconel 690合金高温氧化行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1547-1558. [4] 丛鸿达, 王金龙, 王成, 宁珅, 高若恒, 杜瑶, 陈明辉, 朱圣龙, 王福会. 新型无机硅酸盐复合涂层制备及其在高温水蒸气环境的氧化行为[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 1083-1092. [5] 李闪闪, 陈云, 巩桐兆, 陈星秋, 傅排先, 李殿中. 冷速对高碳铬轴承钢液析碳化物凝固析出机制的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 1024-1034. [6] 解磊鹏, 孙文瑶, 陈明辉, 王金龙, 王福会. 制备工艺对FGH4097高温合金微观组织与性能的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 992-1002. [7] 杨亮, 吕皓天, 万春磊, 巩前明, 陈浩, 张弛, 杨志刚. 综述：活性元素作用机理——氧化物“钉扎”模型[J]. 金属学报, 2021, 57(2): 182-190. [8] 杨柯,梁烨,严伟,单以银. (9~12)%Cr马氏体耐热钢中微量B元素的择优分布行为及其对微观组织与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2020, 56(1): 53-65. [9] 张军,介子奇,黄太文,杨文超,刘林,傅恒志. 镍基铸造高温合金等轴晶凝固成形技术的研究和进展[J]. 金属学报, 2019, 55(9): 1145-1159. [10] 李嘉荣,谢洪吉,韩梅,刘世忠. 第二代单晶高温合金高周疲劳行为研究[J]. 金属学报, 2019, 55(9): 1195-1203. [11] 赵明雨,甄会娟,董志宏,杨秀英,彭晓. 新型耐磨耐高温氧化NiCrAlSiC复合涂层的制备及性能研究[J]. 金属学报, 2019, 55(7): 902-910. [12] 董福涛,薛飞,田亚强,陈连生,杜林秀,刘相华. 退火温度对TWIP钢组织性能和氢致脆性的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(6): 792-800. [13] 黄宇, 成国光, 李世健, 代卫星. Ce微合金化H13钢中一次碳化物的析出机理及热稳定性研究[J]. 金属学报, 2019, 55(12): 1487-1494. [14] 王莉,何禹锋,申健,郑伟,楼琅洪,张健. 第二取向对第三代单晶高温合金热疲劳过程中冷却孔孔周氧化行为的影响研究[J]. 金属学报, 2019, 55(11): 1417-1426. [15] 高博, 王磊, 宋秀, 刘杨, 杨舒宇, 千叶晶彦. 预氧化对Co-Al-W基高温合金高温氧化和热腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(10): 1273-1281. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed