| DZ951合金力学性能及变形机制的研究 | |
| 储昭贶 | |
| Subtype | 博士 |
| Thesis Advisor | 孙晓峰 |
| 2008-05-28 | |
| Degree Grantor | 中国科学院金属研究所 |
| Place of Conferral | 金属研究所 |
| Degree Discipline | 材料学 |
| Keyword | Dz951合金 拉伸 持久 蠕变 低周疲劳 高周疲劳 断裂 变形机制 |
| Abstract | 本文采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等分析手段，研究了DZ951合金力学性能及变形机制，主要内容包括： DZ951合金的显微组织与拉伸性能 铸态DZ951合金为典型的枝晶结构。热处理后，γ′相具有规则的立方体形态。合金的屈服和抗拉强度随温度的变化规律基本相同。随着温度的升高，屈服和抗拉强度轻微地降低，在700℃时达到最小值，之后随着温度的升高而增加，到760℃达到最大值，超过760℃，屈服和抗拉强度随着温度的升高迅速下降。塑性随温度的变化趋势与强度的正好相反。虽然DZ951合金塑性整体比较高，但其中温塑性低谷现象仍然很明显。低温下变形方式为位错对剪切γ′相；高温下为位错绕过γ′相；中温下表现为从剪切到绕过的转变。室温下拉伸断裂面基本与应力轴方向垂直，裂纹产生于晶界和枝晶间；中温区断裂面与拉伸应力轴成一定角度，室温和中温下合金均表现为解理断裂，断裂面为{111}晶面；高温下合金表现为微孔聚集型断裂。 高温持久蠕变性能及变形组织 DZ951合金的持久强度明显高于DZ40M合金，与DZ17G合金相当。温度低于800℃时，持久过程中γ΄相形貌基本保持不变。温度高于800℃时，γ΄相发生定向粗化。温度达到900℃时，γ΄相形成完整的筏型结构。较低温度下（<760℃），持久试样表现为解理断裂。中温下（760～850℃）为解理和准解理混合型断裂，碳化物成为有效的裂纹源。在高温下（>850℃）为明显的微孔聚集型断裂，显微疏松成为主要的裂纹源。 DZ951合金的蠕变曲线表现出强烈的温度依赖性。低温区（700℃）蠕变曲线呈现明显的三个阶段；中温区（800~900℃）没有稳态蠕变阶段，蠕变初始阶段很短，很快进入加速阶段；高温区（1000℃）呈现出明显的蠕变稳态和加速阶段，但蠕变初始阶段不明显。随着温度的升高，蠕变变形机制依次表现为层错及位错对剪切、Orowan机制和位错攀移。 低周疲劳变形与断裂行为 DZ951合金的低周疲劳寿命依赖于实验温度和外加总应变幅。同一温度下，低周疲劳寿命随着外加总应变幅的增大而减小。在低的外加总应变幅下，700℃下的低周疲劳寿命高于900℃，而在高的外加总应变幅下，900℃下的低周疲劳寿命高于700℃。随着温度的升高，合金的应力－应变响应从700℃时的循环硬化转变为900℃时的循环软化及循环稳定，变形方式由700℃时的平面滑移转变为900℃时的波状滑移。DZ951合金的低周疲劳表现为多裂纹源断裂，裂纹可以产生于试样自由表面、亚表面以及碳化物处。结晶学滑移面在疲劳裂纹第一扩展阶段起着很重要的作用。700℃时，轮胎花样和疲劳辉纹是疲劳裂纹第二扩展阶段的特征。随着温度的升高和疲劳寿命的增大，蠕变和氧化在疲劳断裂中的作用越来越明显。 高周疲劳变形与断裂行为 光滑试样的高周疲劳断裂方式呈现强烈的温度依赖性。700℃时只有裂纹扩展第I阶段，而900℃时具有裂纹扩展两个阶段。光滑试样的高周疲劳裂纹扩展方式与变形机制间存在一定的关系。单一的平面滑移导致了700℃只有裂纹扩展第I阶段，而平面滑移、交滑移和攀移的共同作用导致了900℃的裂纹扩展两个阶段。缺口对高周疲劳裂纹起始和扩展起着很重要的作用。缺口试样为多裂纹源断裂，裂纹起始于试样表面，而光滑试样为单一裂纹源断裂，裂纹起始于试样表面、次表面或内部碳化物处。缺口试样两个温度下裂纹扩展方式相同，但不同于光滑试样，表现出很短的裂纹扩展第I阶段和主导的裂纹扩展第II阶段。 |
| Pages | 119 |
| Language | 中文 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17122 |
| Collection | 中国科学院金属研究所 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 储昭贶. DZ951合金力学性能及变形机制的研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所,2008. |
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