在燃气涡轮和飞机发动机中涡轮叶片的工作条件和工作环境要求合金具有优良的高温拉伸强度、韧性及抗低周疲劳性能。研究人员研究了在不同温度-应变速率下的拉伸形变和低周疲劳条件下动态应变时效的影响。合金化学成分如表1所示。合金热加工成棒材,然后经过3步热处理:(1)在1393K退火1h,空冷;(2)在1116K时效4h,空冷(β-时效);(3)在991K时效8h,炉冷至894K,在该温度下保温8h,然后空冷至室温(γ′-时效)。
表1 Inconel783合金的化学成分(wt.%)
Ni
Co
Fe
Al
Cr
Nb
Ti
Mo
28.11
34.75
25.05
5.37
3.21
3.00
0.20
0.14
Si
Mn
Cu
C
B
P
S
-
0.08
0.04
0.03
0.01
0.005
0.004
﹤0.001
-
合金中β相约含31%Al、30%Ni、24%Co和15%Fe(atom%),3步热处理后形成的γ′沉淀物的平均尺寸为30~40nm。拉伸试验温度范围473~798K,应变速率3×10-5s-1~3×10-3s-1。低周疲劳试验温度300~923K,恒定应变速率3×10-3s-1。试样结果:
发现Inconel783合金在低周疲劳负载下、573~723K温度范围内呈现动态应变时效,在该温度范围内观察到周期软化程度最低。
发现与半寿命拉伸应力相比,摩擦应力受动态应变时效的影响更大。
在拉伸形变条件下,在573~748K温度范围内观察到动态应变时效。
合金中出现动态应变时效是分别在低温和高温区域间隙原子(C)与替代原子(Cr)相互作用的结果。
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