本文采用了 Ru含量不同的兩種鎳基單晶高溫合金（無(wú)Ru合金和含Ru合金）和一種高熵合金作為實(shí)驗(yàn)材料,對(duì)兩種單晶合金的拉伸行為和低周疲勞行為進(jìn)行了研究,對(duì)高熵合金的拉伸行為進(jìn)行了探索。通過(guò)X-射線衍射儀（XRD）、電子探針（EPMA）、電子背散射衍射（EBSD）、掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）等表征手段對(duì)合金的微觀組織和變形機(jī)制進(jìn)行了較為深入的分析。兩種單晶合金的拉伸行為研究表明,兩合金的強(qiáng)度和塑性在室溫和760℃時(shí)差異較為明顯,隨后隨著溫度的上升,差異逐漸減小,當(dāng)溫度達(dá)到1000℃時(shí),差異基本可以忽略。對(duì)合金斷后組織進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn):在室溫拉伸條件下,兩合金主要以滑移變形為主,大量的滑移帶貫穿了γ和γ’兩相。此外,兩種合金的γ’析出相中均出現(xiàn)了層錯(cuò),不同的是含Ru合金在γ基體中也出現(xiàn)了層錯(cuò);在760℃時(shí),兩種合金塑性變形方式以位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)為主,層錯(cuò)的產(chǎn)生與室溫時(shí)是一致的;在1000℃時(shí),兩種合金位錯(cuò)組態(tài)以界面位錯(cuò)網(wǎng)為主。含Ru合金在高溫變形過(guò)程中,一方面由于γ’相排列較為規(guī)則,在γ/γ’界面處形成了更為致密的位錯(cuò)網(wǎng),嚴(yán)重阻礙了位錯(cuò)切入γ’相,另一方面由于γ基體通道變寬,被阻礙在通道內(nèi)的... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－３高溫合金發(fā)展歷程Ａ??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｈｅ?ｈｉｓｔｏｒｉｃ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ１５１??

?５０°Ｃ?＾??＾?Ｃｒｅｅｐ?Ｒｕｐｔｕｒｅ??ｆ?Ｓ??月?２５?°Ｃ／Ｏｎｅ?——＼??２！?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ｐＶ?—｜?１?？８?Ｓ??ｒ５。?ｉｔ??Ｑ－???Ｘ?＾?Ｐ－?ｈ－??Ｉ?ＩＳ?１?１??ｐ?■■?ｆ?ｓ??「Ｉ?ｎ?－??１０００１＿■■———ｉ＇ｌ?ｌｉ?礅ｌ?丨丨丨?Ｉ??１ｓｔ?２ｎｄ?３ｒｄ?４ｔｈ?５ｔｈ??ＯＲｅ?３Ｒｅ?５－６Ｒｅ?５－６Ｒｅ?５－６Ｒｅ??２－３Ｒｕ?５－６Ｒｕ??圖１－５鎳基單晶髙溫合金的發(fā)展進(jìn)程ｌ－ｖｉ??Ｆｉｇ．?１－５?Ｔｈｅ?ｈｉｓｔｏｒｉｃａｌ?ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?ｏｆ?Ｎｉ－ｂａｓｅｄ?ｓｉｎｇｌｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ＾５，７！??縱觀整個(gè)單晶高溫合金的發(fā)展過(guò)程，從上世紀(jì)８０年代初的第一代單晶合金??至現(xiàn)在的第五代，鎳基單晶合金的設(shè)計(jì)理念不斷更新，成分也隨之不斷發(fā)生著變??化［５］：例如Ｃ、Ｂ、Ｈｆ等降低合金初熔溫度的元素在合金發(fā)展初期幾乎被完全棄??用，而隨后又開(kāi)始限量使用，目的是在幾乎不降低初熔溫度的前提下起到強(qiáng)化小??角晶界、凈化合金等作用；Ｃｒ作為提高合金抗環(huán)境性能的關(guān)鍵元素，但為了提??高合金的組織穩(wěn)定性，其使用量在不斷降低；難熔元素Ｒｅ、Ｔａ等用量增加，它??們能有效降低合金元素?cái)U(kuò)散速率，同時(shí)降低Ｔｉ的含量，在提高合金承溫能力的??同時(shí)又不至于抗環(huán)境性能下降太多［５，７５〗；如前面所述，在新近開(kāi)發(fā)的第四代以及??第五代單晶合金中，Ｒｕ被添加到５．４ＲｅＯＲｕ合金中以抑制有害相的析出，提高組??織的穩(wěn)定性；此外，還加入微量稀土元素以改善環(huán)境性能等。鎳基單晶合金

Ａｌ??相，是鎳基單晶高溫合金的主要強(qiáng)化相Ｗ。難熔元素的添加造成的ＣＴ、…Ｐ或Ｒ??等ＴＣＰ相，對(duì)合金的蠕變性能有嚴(yán)重?fù)p害。此外，合金中有益添加元素Ｃ、Ｂ??等可以在晶界或枝晶間區(qū)域析出碳化物和硼化物，強(qiáng)化小角度晶界并能降低熱裂??傾向［３，５］。??Ｄｉｓｏｒｄｅｒｅｄ，?ＦＣＣ?＾?Ｏｒｄｅｒｅｄ，?Ｌ１２??〇－Ｌ￡＞－Ｑ?〇?籲＃?叫??ｆＶ－Ｖ?ｊ?Ｎｉ（Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｏ，?＼?Ａｎ??廣＇，Ｗ，Ｒｅ，Ｒｕ）?－?ＡＩ＇Ｔｉ??（ａ）?—?（ｂ）??圖１－６ｙ相和＾相中的原子排布Ａ??Ｆｉｇ．?１－６?Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓ?ｏｆ?ａｔｏｍｓ?ｉｎ?（ａ）?ｙ?ｐｈａｓｅ?ａｎｄ?（ｂ）?ｙｒ?ｐｈａｓｅ１５１??（１）固溶強(qiáng)化??單晶合金中的Ｙ相是Ｎｉ的固溶體，晶格排布屬于面心無(wú)序結(jié)構(gòu)，Ｃｏ、Ｃｒ、Ｗ、??Ｍｏ等合金元素可固溶基體，如圖１－６［５，７］所示。Ｙ基體產(chǎn)生固溶強(qiáng)化效應(yīng)可能與以??下幾方面有關(guān)：Ｙ基體中固溶的合金元素原子半徑較大，這些元素的原子任意分??布于Ｙ基體間，增加了固溶體的晶格常數(shù)，導(dǎo)致Ｎｉ晶格發(fā)生畸變，引起長(zhǎng)程內(nèi)應(yīng)??力場(chǎng)，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)［４］；位錯(cuò)在Ｙ基體中運(yùn)動(dòng)時(shí)還需要克服溶質(zhì)原子的釘扎作用??帶來(lái)的阻力，即克服短程應(yīng)力場(chǎng)所需流變應(yīng)力；當(dāng)合金中出現(xiàn)的堆垛層錯(cuò)與Ｙ基??體的結(jié)構(gòu)不同時(shí)，溶質(zhì)原子在兩者中的分布濃度也有差異，導(dǎo)致了溶質(zhì)原子非均??勻分布的狀態(tài)，此時(shí)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)這些區(qū)域需要更高的能量，即“鈴木效應(yīng)”?［６１。??在合金中這些固溶作用是同時(shí)發(fā)生的，又相互制約，從而形成了比較理想的Ｙ固??溶體。??（２）沉淀強(qiáng)化??作為單晶合金中最重要的強(qiáng)化相，／析出相是

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3289099