D0I:10.13374/j.issn1001053x.198M.01.023 北京解铁学院学报 1984第1期 GH133合金高温低周疲劳研究 北京钢铁学院陈国良王敬智 六二一研究所王海清陈红 摘 要 本文研究了GH133合金的循环应力应变反应和低周疲劳性能，并作了位错结 构和断口观察。通过对比拉压对称(R=一1)试验和恒定最大正应变(emx=C) 试脸，证明平均拉应力起降低寿命的作用。位错结构观察证明，循环使共格Y'质 点的相界处产生应力场，最终导致位错的萌生并运动，位错运动又进一步增殖位 错。位错运动方式是变化的，由成对切割Y'质点到单位错切割Y'质点和位错绕过Y' 质点。滑移带位错结构最终可以出现饱和的梯状结构，与典型的驻留带位错结构 相似。晶界和双晶界附近位错密度高，具有位带胞结构，同时可以出现沿晶界裂 纹和沿双晶界裂纹。 在循环交变作用下，材料的破坏过程可以分解为三个主要过程，即在循环作 用下产生的材料变形行为的变化，疲劳裂纹的形成和疲劳裂纹不断扩展，直到一 定的临界大小而发生最终破坏，这三个过程是不同的但又是相互联系的，宏观疲 劳现象可以在此基础上作出适当的说明。对于含有共格γ'沉淀相的低层错能奥氏 体合金，许多研究〔1一8〕指出，其循环反应往往是先循环硬化再循环软化，并 其有面排列位错结构。关于循环软化现象，一些作者认为〔8)，共格沉淀相在位 错往复切割下碎化而导致回溶，产生软化，更多的作者相信〔4〕，位错切割共 格相导致有序强化作用减弱或消失，产生软化。关于循环硬化则只在普通单轴变 形时的加工硬化理论基础上讨论。对于高温低周疲劳试验。由于温度和蠕变应 力，蠕变应变的共同作用，位错运动行为将更加复杂，它必然会影响疲劳裂纹的 形成和扩展过程。本文选用含2%左右Y'相（直径为20~30nm)的Fe一Cr一Ni 奥氏体合金，在600°C下作二种不同波形的低周疲劳试验，一方面观察其循环应 变和寿命变化，同时观察其位错运动特征，位错结构变化和断裂特征，企图把宏 观疲劳现象和微观的形变行为变化、裂纹的形成和扩展联系起来。 一、实验方法 以真空治炼的GH133合金试料，合金在200公斤真空感应炉中治炼，再进行真空门耗 重熔，开坯热轧到48×48mm,再轧制成中25毫米园棒。合金成分为： 88， 北 京 栩 铁 学 院 学 报 策 期 合金高温低周疲劳研究 湘 京钢 铁 学院 陈 国 良 王 敬 智 六 二 一研 究所 王 海清 陈 红 摘 要 本文研究了 合金的循环应力应变反应和低周疲劳性能 ， 并作 了位错结 构和断 口观察 。 通过对 比拉压对称 一 试验和恒定最大正 应 变 “ 二 试脸 ， 证明平均拉应力起降低寿命的作用 。 位错结构观察证明 ， 循环使共格 尹质 点的相界处产生应力场 ， 最终导致位错的萌生并运 动 ， 位错运 动又 进一步增殖位 错 。 位错运动方式是变化的 ， 由成对切割训 质 点到单位错切割丫‘ 质点和位错绕过 ‘ 质点 。 滑移带位错结构最终可 以出现饱 和的梯状结构 ， 与典 型的驻 留带位错结构 相似 。 品界和双 晶界 附近位错密度高 ， 具 有位错胞 结构 ， 同时可 以出现沿晶界裂 纹 和沿 双晶界 裂纹 。 在循环交变作用下 ， 材料 的破 坏过程可 以分解为三个主要 过程 ， 即在循 环 作 用下产生 的材料变形行为的变化 ， 疲劳裂纹的形成 和疲劳裂纹不 断扩展 ， 直 到一 定的临界大小而发生最终破坏 ， 这 三个过程是不 同的但又是相互联系的 ， 宏观疲 劳现象可 以在此基础上作出适当 的说明 。 对 于 含有共格丫‘ 沉淀相的低层错能奥氏 体合金 ， 许多研究 〔 一 指 出 ， 其循环 反 应往往是先循环 硬化再循环软化 ， 并 具有面排列位错结构 。 关于循环软化现象 ， 一 些 作者认为 〔 〕 ， 共格沉淀相在位 错往复切割下碎化而导致回溶 ， 产生 软化 ， 更 多的作者相信 〔 〕 ， 位 错 切 割 共 格相导致有序强化作用减弱或消失 ， 产生软化 。 关于循环 硬化则只在普通单轴变 形时的加工 硬化理论基 础上讨论 。 对于 高温低周 疲劳试验 。 由于温度 和 蠕 变 应 力 ， 蠕变应变的共同作用 ， 位错运 动行 为将更 加复杂 ， 它必 然会影响疲劳裂纹的 形 成和扩展 过程 。 本文选用 含 左右丫‘ 相 直径 为 的 一 一 奥 氏体合金 ， 在 下作二 种不 同波形的低周 疲劳试验 ， 一 方面观察其循环应 变和寿命变化 ， 同时观察其位错运 动特征 ， 位错 结构变化和 断裂特征 ， 企 图把宏 观疲劳现象和微观的形变行为变化 、 裂纹的形 成和扩展联 系起 来 。 一 、 实 验 方 法 以真空 冶炼的 荃 合金试料 ， 合金在 。 公 斤真空感应 炉 中冶炼 ， 再进行真空 自耗 重 熔 ， 开坯热轧到 又 ， 再轧制成小 毫米 圆棒 。 合金成分 为 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1984．01．023