研究了第三代单晶高温合金DD9在800 ℃的高周旋弯疲劳性能, 并用扫描电镜和透射电镜分析了其断口形貌和断裂机制。结果表明: DD9合金在800 ℃的高周旋弯疲劳性能优异; 疲劳裂纹起源于试样表面、亚表面的滑移带、氧化物、显微疏松处, 沿{111}面扩展, 断裂机制为类解理断裂, 断口上有典型的疲劳条带; 断裂后,γ′相的形状没有发生改变, 沿滑移带形成了二次裂纹,位错密度分布不均匀;位错主要在基体通道中通过交滑移扩展运动。
所属栏目
试验研究
收稿日期
2014/11/302015/11/2
作者单位
史振学:北京航空材料研究院, 先进高温结构材料重点实验室, 北京 100095
王效光:北京航空材料研究院, 先进高温结构材料重点实验室, 北京 100095
刘世忠:北京航空材料研究院, 先进高温结构材料重点实验室, 北京 100095
李嘉荣:北京航空材料研究院, 先进高温结构材料重点实验室, 北京 100095
备注
史振学(1975-), 男, 山东曲阜人, 高级工程师, 博士。
引用该论文:
SHI Zhen-xue,WANG Xiao-guang,LIU Shi-zhong,LI Jia-rong.Rotary Bending High Cycle Fatigue Properties of DD9 Single Crystal Superalloy at 800 ℃[J].Materials for mechancial engineering,2016,40(1):16~19
史振学,王效光,刘世忠,李嘉荣.DD9单晶高温合金在800 ℃的高周旋弯疲劳性能[J].机械工程材料,2016,40(1):16~19
参考文献
【1】
CARON P, KHAN T. Evolution of Ni-based superalloys for single crystal gas turbine blade applications[J]. Aerospace Science and Technology, 1999,3:513-523.
【2】
史振学, 李嘉荣, 刘世忠. 一种镍基单晶高温合金组织稳定性[J]. 机械工程材料, 2013, 37(11): 82-86.
【3】
史振学, 刘世忠, 李嘉荣. 镍基单晶高温合金不同角度晶界在高温氧化过程中的组织演化[J]. 机械工程材料, 2013, 37(12): 75-79.
【4】
ARGENCE D, VERNAULT C, DESVALLEES Y, et al. MC-NG: A 4′ generation single crystal superalloy for future aeronautical turbine blades and vanes[C]// Superalloys.Warrendale: TMS, 2000: 829-837.
【5】
WALSTON S, CETEL A, MACKAY R, et al. Joint development of a fourth generation single crystal superalloy [C]// Superalloys. Pennsylvania: TMS, 2004: 15-24.
【6】
WALSTON W S, O′HARA K, ROSS E W, et al. RenéN6: third generation single crystal superalloy[C]// Superalloys. Warrendale: TMS, 1996: 27-34.
【7】
李嘉荣, 刘世忠, 史振学, 等. 第三代单晶高温合金[J]. 钢铁研究学报, 2011(增1): 337-340.
【8】
SHI Z X, LI J R, LIU S Z. Effect of long term aging on microstructure and stress rupture properties of a nickel based single crystal superalloy[J]. Progress in Natural Science: Materials International, 2012,22:426-432.
【9】
SHI Z X, LI J R, LIU S Z. Influence of withdrawal rate on tensile and stress rupture properties of the single crystal superalloy DD9[J]. Materials Science Forum, 2013,747/748:625-628.
【10】
WANG X G, LI J R, SHI Z X, et al. Effect of solid solution heat treatment on microstructures of the third generation single crystal superalloy DD9 [J]. Materials Science Forum, 3012, 747/748: 549-558.
【11】
SHI Z X, LI J R, LIU S Z, et al. Creep properties and microstructure evolution of nickel-based single crystal superalloy at different conditions[J]. Trans Nonferrous Met Soc China, 2014,24:2536-2543.
【12】
WRIGHT P K, JAIN M, CAMERON D. High cycle fatigue in a single crystal superalloy: time dependence at elevated temperature [C]// Superalloys. Pennsylvania, TMS, 2004: 657-666.
【13】
LUKAS P, KUNZ L, SVOBODA M. High cycle fatigue of superalloy single crystals at high mean stress [J]. Materials Science and Engineering:A, 2004, 387/389: 505-510.
【14】
WASSON A J, FUCHS G E. The effect of carbide morphologies on elevated temperature tensile and fatigue behavior of a modified single crystal Ni-base superalloy [C]// Superalloys. Pennsylvania, TMS, 2008: 489-497.
【15】
SHI Z X, LI J R, LIU S Z, et al. High cycle fatigue behavior of the second generation single crystal superalloy DD6 [J]. Transaction Nonferrous Metal Society of China, 2011, 21: 998-1003.
【16】
WAN J S, YUE Z F. A low-cycle fatigue life model of nickel-based single crystal superalloys under multiaxial stress state[J]. Materials Science and Engineering: A,2005,392:145-149.
【17】
史振学, 李嘉荣, 刘世忠, 等. 第二代单晶高温合金DD6的低周疲劳行为[J]. 材料热处理学报, 2011, 32(5): 41-45.
【18】
黄志伟, 袁福河, 王中光, 等. 铸造镍基高温合金M963的高温低周疲劳行为[J]. 金属学报, 2007, 43(7): 678-682.
【19】
ZHANG J X, MURAKUMO T, HARADA H. Creep deformation mechanisms in some modern single crystal superalloys[C]// Superalloys. Pennsylvania, TMS, 2004: 189-195.