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喷射成形镍基高温合金的拉伸断裂行为 孙剑飞， 沈军， 曹福洋， 李庆春 （哈尔滨工业大学材料科学与工程学院， 哈尔滨 “ ） 摘要采用扫描电镜和透射电镜， 观察与分析喷射成形镍基高温合金的拉伸断口和动态拉伸行为。结果表明， 拉伸断口呈 典型的韧性断裂特征， 位错以绕过和切过相结合机制与 相发生相互作用。材料的断裂特征与快速凝固效应所带来的性能改善 相对应。 关键词喷射成形； 高温合金； 拉伸断裂 中图分类号 “ 电子万能拉伸 实验机上进行， 拉伸应变速率为/ ’ - 4 4／4 ， 拉伸 引伸计标距为 4 4。高温拉伸时在加热到预定温 度后保温-“ / 4 。材料的动态拉伸原位观察实 验在10- /型扫描电镜上进行， 采用2 3 ’ 8 7 8 ’ 6 0 0 8 0 ’ 6 ’ ’ 1 ’ 9 ’ 6 9 ; ; 0 9 ’ “ 2 “ 室温动态拉伸分析 为了研究合金断裂过程中裂纹的萌生和扩展过 程， 采用扫描电镜原位动态观察技术对喷射成形高 温合金进行动态拉伸实验。为便于捕捉裂纹萌生 源， 在标准动态拉伸试样中部沿单边开一微小缺口， 以使裂纹源在该缺口附近萌生。在拉伸过程中， 加 载初期微观组织变化不大， 随着载荷的增加， 合金在 超过本身屈服极限时将开始发生塑性变形， 以滑移 线的出现为标志。图（） 表明， 预制缺口附近发生 了剧烈滑移， 并在多处同时萌生裂纹源。在连续加 载过程中， 裂纹源的宽化非常缓慢， 主裂纹的扩展路 径十分曲折， 且其扩展既可沿滑移带方向， 也存在与 滑移带成一定角度并分枝的情况。另外， 不但不同 晶粒的滑移方向不尽相同， 在同一晶粒内部有剧烈 的多滑移与交滑移现象。面心立方晶体的镍基高温 合金有3 个等价的｛3 3 3｝ 〈3 3 -〉 滑移系统， 由 A ; 5 0 定律， 在加载时首先开动的是取向因子最大 的系统， 若多个滑移系统有相同的取向因子值， 就将 发生多滑移， 因此所表现出的良好塑性与合金面心 基体的滑移性质密切相关 ［B］ 。 分析认为， 裂纹萌生可能有如下几个来源。 （3） 因沉积时存在的微量固相分数过大现象而导致 与其它熔滴结合的不紧密， 在拉伸应力作用下首先 开裂产生微孔， 如图所示。 （） 其些较大尺寸二次 相由于与基体在变形上的不协调， 在界面处分离而 产生微孔， 见图C（） 。 （） 沉积锭在热等静压处理 后残存的极少量微小孔隙直接成为裂纹源。 第二相粒子与基体之间分离而产生微孔在断裂 有色金属第, C卷 万方数据 图喷射成形高温合金的室温动态拉伸观察 （） “ “ 0 * * 9 7 9 . 4 1 5 9 * - 6 7 ; * 9 4 ; * - 6 9 4 * - 4 ; 9 * - 5 5 图 * - 7 1 . . ’ * 9 4 ; * - 6 9 9 / ; 5 6 ; .［C］3 D / 6 8 0 0 4 * 8 . 5， .; 5 * 8 ; * A / 9. , / 0 8 5 / 5 7 / * 8 0 0 ; 5 ; * M 8 5 6 7 * . / / . M . / , ; A ; . / . 6 5［H］3 N * ; ,O ; * 6 - P . 6 J ; . ; .Q * 8 O ; * A . M ［J］3 8 0 6 A ; * /， R Q H， - / * 6 1S3 K L ; 0 7 6 ; .; A , * ; 5 6 * 7 , 6 7 * / . 5 * 8 , 8 5 6 . M ［C］3 P . 6 CN ; T 9 / *D / 6 8 0， TV3 K L 8 0 7 8 6 ; . ; 6 - , 8 . 9 6 - . 5 * 8 ; * A / 9 . , ; . / 0 G ,O ; * 6 - P . 6 , ; . ; .Q * 8 O ; * A W . M ［J］3 8 0 6 A ; * /， R Q H， ’ , 3 * 5; 6 - /5 * 8 ; * A / 95 7 / * 8 0 0 ; 8 * /5 6 7 9 / 9 5 7 . MQ K D8 . 9 4 K D3 4 - / * / 5 7 0 6 5 5 - ; T6 - 8 6 6 - / * 8 , 6 7 * / 5 / 8 6 7 * / 9T 6 - 6 , 8 0 6 ; 7 M -9 A 0 / 5，8 . 9 * / , 6 8 6 / . 6 / * 8 , 6T 6 - 9 5 0 ; , 8 6 ; . 5 , ; / X 5 6 . MA / , - 8 . 5 A 5; , 7 6 6 . M8 . 9 8 5 5 . M 3 4 - / * 8 , 6 7 * / / 8 6 7 * / 5A 8 6 , -T / 0 0T 6 -6 - / A W * ; L / 9 * ; / * 6 / 5 ; 6 - /A 8 6 / * 8 0 * / 5 7 0 6 . M * ; A* 8 9 5 ; 0 9 , 8 6 ; ./ / , 6 5 9 7 * . M 5 * 8 ; * A . M 3 4 “ 15/ 3 5 * 8 ; * A . M；5 7 / * 8 0 0 ; ； 6 / . 5 0 / * 8 , 6 7 * / 有色金属工业标准汇编 （共种） 已经出版 为便于有色金属行业人员了解和查阅有色金属标准制定、 修订的最新进展， 标准出版社出版了 有色金 属工业标准汇编 系列 （截止’ 年I月） 。6 7有色金属工业标准汇编金属理化性能试验方法 ， 收入国 家标准 G个， 行业标准 ’个， 邮购价 “ 元；8 7有色金属工业标准汇编金属力学性能及工艺试验方 法 ， 收入国家标准G E个， 邮购价 “ F元；9 7有色金属工业标准汇编金相检验方法和无损伤检验方法 ， 收入国家标准“ 个， 行业标准’个， 邮购价E G元； 邮购地址 北京“ “信箱清平书店金莉邮编 “ 电话 F “ I F 开 户 行 招商银行展览路支行户名 北京清平书店有限公司帐号 E F F E’ 第’期孙剑飞等 喷射成形镍基高温合金的拉伸断裂行为 万方数据