·828. 工程科学学报，第40卷，第7期 集，而8相芯部的氧含量却很低，这说明8-y界面 的偏折，但还是稍稍绕开了δ相的短边并继续扩展， 确实发生了氧化，而8相内部的氧化程度很低.由 如图中箭头所示.由此可见，晶界上的8相使得沿 此推测，当品界上存在8相时，品界和8-y界面都 晶二次裂纹沿8-y界面扩展，与裂纹单纯沿品界扩 会发生氧化，而品界δ相自身却并未由于所处晶界 展时相比增加了一段δ-y界面的长度，使得裂纹产 的氧化而被严重氧化. 生偏折，从而阻碍二次裂纹的扩展. 为了研究在本试验条件下δ相对二次裂纹扩展 需要指出的是：第一，虽然δ-y界面因氧致弱 的影响，同时尽量减少试样外表面严重氧化带来的 化使得8相与基体脱粘，导致裂纹沿δ-Y界面扩 干扰，因此选择对试样剖面上的主裂纹附近区域进 展，这似乎有利于裂纹扩展过程，但与没有δ相的品 行观察，并挑选出3张与主裂纹相连的二次裂纹的 界相比裂纹还是发生了偏折，相当于增大了裂纹扩 扫描电镜照片，如图7所示.考虑到化学浸蚀产物 展的阻力.相关文献中提到δ相的取向会显著影响 可能会对观察产生干扰，因此未对试样进行化学浸 合金的裂纹扩展速率：由于裂纹沿δ-Y界面扩展， 蚀.从图7(a)中可以看到一条二次裂纹在8相处 因此当颗粒状8相的长边方向大致平行于外载荷方 发生明显偏转，并沿8-γ界面继续扩展，如图中箭 向时，裂纹为了绕过8相需要产生更大程度的偏折， 头所示，说明二次裂纹有可能借助δ-Y界面的脱粘 使得裂纹扩展速率更低8).上述实验结果与文献 而扩展.从图7(b)中可以看到一条二次裂纹在扩 中的观点一致.第二，由图2(b)可见，晶界8相仅 展过程中分叉，其中右边一段扩展至一颗δ相的边 占全部8相的一部分，而且在本实验所用的GH4169 缘，而左边一段正在朝向另一颗δ相扩展.仔细观 合金中8相的取向是随机的，很可能不会对裂纹扩 察可以看出箭头所示的这颗δ相与基体的界面虽然 展速率产生宏观上的影响：由图5(d)可见，沿晶二 已被氧化，但并未完全开裂，说明8-y界面氧化很 次裂纹在扩展过程中遇到的晶界δ相较少，因此δ 可能先于二次裂纹的扩展发生.由此推测二次裂纹 相对二次裂纹扩展的阻碍作用很有限.加之二次裂 的扩展过程为：当裂纹沿晶界扩展至δ相附近时8- 纹是主裂纹的分支，虽然数量很多但尺寸和扩展驱 γ界面发生氧化并在外载荷作用下开裂，使得裂纹 动力无法与主裂纹相比，因此在整体上对裂纹扩展 改沿δ-Y界面继续扩展，从而绕过8相.裂纹绕过 的影响应该是很小的 8相的程度有大有小，从图7(c)中可以看出二次裂 GH4169合金中的碳化物主要为NbC相，外形 纹的一条分支虽然并未像图7(a)中那样产生很大 为块状且较为圆润，尺寸为数微米左右.图5(a)和 2 um 2 jm 24m 图78相与二次裂纹的关系.(a)二次裂纹沿8-Y界面扩展：(b)二次裂纹前端8-y界面氧化：(c)二次裂纹绕过8相扩展 Fig.7 Relationship between phases and secondary cracks:(a)a secondary crack propagated along the -y interface:(b)-y interface oxidation near the head of a secondary crack;(c)a secondary crack propagated bypassing a o phase工程科学学报,第 40 卷,第 7 期 集,而 啄 相芯部的氧含量却很低,这说明 啄鄄鄄 酌 界面 确实发生了氧化,而 啄 相内部的氧化程度很低. 由 此推测,当晶界上存在 啄 相时,晶界和 啄鄄鄄 酌 界面都 会发生氧化,而晶界 啄 相自身却并未由于所处晶界 的氧化而被严重氧化. 图 7 啄 相与二次裂纹的关系 郾 (a) 二次裂纹沿 啄鄄鄄酌 界面扩展; (b) 二次裂纹前端 啄鄄鄄酌 界面氧化; (c) 二次裂纹绕过 啄 相扩展 Fig. 7 Relationship between 啄 phases and secondary cracks:(a) a secondary crack propagated along the 啄鄄鄄酌 interface; (b) 啄鄄鄄酌 interface oxidation near the head of a secondary crack; (c) a secondary crack propagated bypassing a 啄 phase 为了研究在本试验条件下 啄 相对二次裂纹扩展 的影响,同时尽量减少试样外表面严重氧化带来的 干扰,因此选择对试样剖面上的主裂纹附近区域进 行观察,并挑选出 3 张与主裂纹相连的二次裂纹的 扫描电镜照片,如图 7 所示. 考虑到化学浸蚀产物 可能会对观察产生干扰,因此未对试样进行化学浸 蚀. 从图 7(a)中可以看到一条二次裂纹在 啄 相处 发生明显偏转,并沿 啄鄄鄄 酌 界面继续扩展,如图中箭 头所示,说明二次裂纹有可能借助 啄鄄鄄 酌 界面的脱粘 而扩展. 从图 7( b)中可以看到一条二次裂纹在扩 展过程中分叉,其中右边一段扩展至一颗 啄 相的边 缘,而左边一段正在朝向另一颗 啄 相扩展. 仔细观 察可以看出箭头所示的这颗 啄 相与基体的界面虽然 已被氧化,但并未完全开裂,说明 啄鄄鄄 酌 界面氧化很 可能先于二次裂纹的扩展发生. 由此推测二次裂纹 的扩展过程为:当裂纹沿晶界扩展至 啄 相附近时 啄鄄鄄 酌 界面发生氧化并在外载荷作用下开裂,使得裂纹 改沿 啄鄄鄄酌 界面继续扩展,从而绕过 啄 相. 裂纹绕过 啄 相的程度有大有小,从图 7(c)中可以看出二次裂 纹的一条分支虽然并未像图 7(a)中那样产生很大 的偏折,但还是稍稍绕开了 啄 相的短边并继续扩展, 如图中箭头所示. 由此可见,晶界上的 啄 相使得沿 晶二次裂纹沿 啄鄄鄄酌 界面扩展,与裂纹单纯沿晶界扩 展时相比增加了一段 啄鄄鄄酌 界面的长度,使得裂纹产 生偏折,从而阻碍二次裂纹的扩展. 需要指出的是:第一,虽然 啄鄄鄄 酌 界面因氧致弱 化使得 啄 相与基体脱粘,导致裂纹沿 啄鄄鄄 酌 界面扩 展,这似乎有利于裂纹扩展过程,但与没有 啄 相的晶 界相比裂纹还是发生了偏折,相当于增大了裂纹扩 展的阻力. 相关文献中提到 啄 相的取向会显著影响 合金的裂纹扩展速率:由于裂纹沿 啄鄄鄄 酌 界面扩展, 因此当颗粒状 啄 相的长边方向大致平行于外载荷方 向时,裂纹为了绕过 啄 相需要产生更大程度的偏折, 使得裂纹扩展速率更低[18] . 上述实验结果与文献 中的观点一致. 第二,由图 2( b)可见,晶界 啄 相仅 占全部 啄 相的一部分,而且在本实验所用的 GH4169 合金中 啄 相的取向是随机的,很可能不会对裂纹扩 展速率产生宏观上的影响;由图 5( d)可见,沿晶二 次裂纹在扩展过程中遇到的晶界 啄 相较少,因此 啄 相对二次裂纹扩展的阻碍作用很有限. 加之二次裂 纹是主裂纹的分支,虽然数量很多但尺寸和扩展驱 动力无法与主裂纹相比,因此在整体上对裂纹扩展 的影响应该是很小的. GH4169 合金中的碳化物主要为 NbC 相,外形 为块状且较为圆润,尺寸为数微米左右. 图 5(a)和 ·828·