散系数或为孔洞生长的控制环节，并以此作为分析Mg作用的实验依据。 Mg在孔洞表面偏聚，进一步降低孔洞表面扩散系数，导致孔洞长大速度的降低。 Chuang和Rice(?们分析了裂纹孔洞的长大机制，得到 accB/a 式中a一结点处孔洞半径，a一孔洞长大速度，B=DsQ”/kT,Ds一表面扩散系 数；y一表面能，Q一原子体积。 由上式可知，孔洞长大速度与表面扩散系数和表面能有正比关系。元素在孔洞表面的偏 聚将同时影响表面能和表面扩散系数。根据Gibbs一Duhem关于表面能和表面吸附的关系， 可以说表面活性元素的偏聚总会降低表面能，其降低的程度依元素而异。，但表面话性元素对 表面扩散系数的影响则比较复杂，可能加速也可能减缓。目前尚未见到Mg对镍或镶基合金 晶界的扩散系数影响的实验数据。但是如果我们考虑到Mg原子的尺寸较大，可以推测它的 偏聚可导致晶界空位浓度的降低，从而降低晶界扩散系数，由此导致孔洞长大速度的减慢。 AES分析还说明，晶界Mg偏聚可能有减少S晶界偏析的作用，虽然表5中含Mg和无 Mg合金的晶界含S量差别不太大，但是，如果考虑到这是多次测量的平均值，对于单个最薄 弱晶界，其含S量的差别会更大，就可以想像，Mg晶界偏聚的另一个作用是减少了晶界S偏 析造成的有害作用。 据上所述，Mg作用机制可归纳为： Mg在应力作用下发生均匀化或向某些局部区域集中，造成多数晶界上Mg浓度贫化，蟠 变孔洞是在低Mg条件下形成的。当出现亚临界或临界孔洞核心时，Mg又很快向蠕变孔洞 表面富集，它导致表面能和表面扩散系数的降低，同时减轻S的偏析，从而蠕变孔洞长大速 度被降低，随蠕变进行，Mg不断向孔洞富集，使孔洞长大速度进一步减小。孔洞长到一定 大小后就可能停止，随后的孔洞长大将主要用塑性形变机制来控制了。 4结 论 (1)Mg剧烈提高合金的750℃蠕变断裂时间及断裂塑性，这是由于Mg能延长蠕变第二 阶段和第三阶段的持续时间，但Mg不影响静态蠕变速度。 (2)Mg对700℃1Hz下的拉压对称疲劳寿命无影响，但在疲劳蠕变交互作用条件下，不 管在疲劳断裂为主的F区，或者以蠕变断裂为主的C区，只要存在蠕变分量，Mg就能起改善 作用。 (3)断口分析证明，只要Mg对性能有利，其断口上必有沿晶断裂的分量，在纯的拉压 对称疲劳下，Mg没有影响，其断口也是纯串晶断口。 (4)AES分析证明，在热处理状态Mg就有晶界偏析。蠕变初期，Mg的晶界偏析减小， 随后又在蠕变孔洞中富集。因此，Mg对蠕变孔洞的影响主要表现在减小孔洞长大速度，这 可能是因为原子尺寸较大的Mg起降低晶界扩散系数作用。同时也可能存在减小S偏析造成 的有害作用。 致谢： 本文得到新都机械厂冶金处、抚顺钢厂研究所大力支持，提供盘件，加工试样。750C蠕变测试工作是由新都机械 厂完成的。在此表示深切感谢。 ·43·散系数或为孔洞生长的控制环节 ， 并 以此作为分析 作用 的实验依据 。 在孔洞表面偏聚 ， 进一步降低孔洞表面扩散系数 ， 导致孔洞长大速度 的降低 。 和 〔 〕 分析 了裂纹孔洞的长大机制 ， 得到 应 刀 “ · 式中 一结点处孔洞半径 ， 应一孔洞长大速度 ， 护口 ‘ 尹 “ ， 一 表 面 扩 散 系 数， 夕一 表面能 ， 口一原子 体积 。 由上式可知 ， 孔洞长大速度 与表面扩散系 数和表面能有正 比关系 。 元素在孔洞表面的偏 聚 将同时影响表面能 和表 面扩散系 数 。 根 据 一 关 于表面能 和表面吸 附的关系 ， 可 以说表面活性元素的偏兼总会降低表面能 ， 其降低的程度依元素而异 。 但表面活性元素对 表面扩散系数的影响则比较复杂 ， 可能加 速也可能减缓 。 目前 尚未见到 对镍或镍基 合 金 晶界的扩散系 数影响的实验数据 。 但是如果我们考虑到 原子 的尺 寸较大 ， 可 以推侧 它 的 偏聚可导致晶界空 位浓度的降低 ， 从而 降低晶界扩散系数 ， 由此导致孔洞长大速度 的减慢 。 分析 还说明 ， 命界 偏聚可能有减少 晶界 偏析 的作 用 ， 虽 然 表 中含 和 无 合金 的晶界含 量差别不太大 ， 但是 ， 如 果考虑到这是多 次测量的平均值 ， 对 于单个最 薄 弱晶界 ， 其含 量的差别会 更大 ， 就可 以想像 ， 晶界偏聚 的另一个作用是减少 了晶界 偏 析造成的有害作用 。 据上所述 ， 作用机制可归纳为 在应力作用 下发 生均匀化或 向某些局部 区域集 中 ， 造成多数 晶界上 浓度贫化 ， 蠕 变孔洞是在低 条件下 形成的 。 当 出现亚 临界或 临界孔洞核 心时 ， 又很快 向蟋 变 孔 洞 表面富集 ， 它导致表面能和 表面扩散系 数的降低 ， 同时减轻 的偏析 ， 从而 蠕变 孔洞长大 速 度被降低 ， 随蠕变进 行 ， 不断向孔洞富集 ， 使孔 洞长大速度进一步减小 。 孔洞长到 一 定 大小后就可能停止 ， 随后 的孔洞长大将主要用 塑性形变机制来控制 了 。 结 论 剧烈提高合金 的 ℃ 蠕变断裂 时间及 断裂塑性 ， 这是 由于 能 延长蠕变第 二 阶段 和第三 阶段 的持续时间 ， 但 不 影响静态蠕变速度 。 对 ℃ 下 的拉压对称疲劳寿命无 影响 ， 但在疲劳蠕变交互作用 条 件 下 ， 不 管在疲劳断裂为 主 的 区 ， 或者 以蠕变 断裂为 主 的 区 ， 只要存在蠕变分量 ， 就能起改善 作用 。 断 口 分析 证 明 ， 只要 对性能 有利 ， 其断 口 上 必有沿晶断裂 的分量 ， 在纯 的拉 压 对称疲劳下 ， 没有影响 ， 其断 口 也是纯 串晶 断 口 。 分析 证明 ， 在热处理状 态 就有晶界偏析 。 蠕变初 期 ， 的晶界 偏析 减小 ， 随后 又在蠕变孔洞 中富集 。 因此 ， 对蠕变孔洞 的影晌主要 表现在减小孔洞长大速 度 ， 这 可能是 因为原子尺寸较大 的 起降低晶界 扩散系 数作用 。 同时也可能存在减小 偏 析 造 成 的有害作用 。 致谢 不 文得 到 新都 机械厂冶金处 、 抚 顺 钢厂 研究所 大力支持 ， 提供 盘件 ， 加工 试样 。 。 。 蠕 变测试 工作是 由 新都 机 械 厂完成的 。 在此表示深 切感谢