第9期 张麦仓等：GH4710合金的相析出特征及其与热加工塑性损伤的关联性 ·1211· 的Y相，有时甚至形成y相将MC碳化物完全包裹 动力增大，形核率增加，使自身数量明显增加，其尺 的现象.同时，随着变形温度的降低，γ相析出的驱 寸则相应减小 500 nm 500nm 500nm 500nn 图8不同温度下MC碳化物羯围y相形貌.(a)1180℃：(b)1150℃：()1130℃：(d)1110℃ Fig.8 Features of y'phase around MC carbides at different temperatures:.(a)1180℃：(b)1l50℃：(c)1I30℃：(d)1l10℃ 2.4组织特征与合金高温损伤的关联性 应不同损伤程度)组织形貌.从图中可以看出在较 2.4.1合金的高温损伤机制 低损伤值(D=0.005)时，基体中MC碳化物发生开 金属塑性损伤是一个空洞形核、扩展和聚合的 裂及脱落，形成损伤源.随着损伤的进一步发展，位 过程，其中微孔的形核主要是外载作用下金属基体 于晶界上的微孔洞开始沿晶界扩张，同时部分晶界 中非金属夹杂物和第二相粒子等杂质剥落和脱离引 在外加拉应力下自身开裂、分离，如图9(b)所示 起的].对于GH4710合金而言，高温变形时基体 损伤的进一步发展伴随着晶界裂纹的进一步延长、 中存在的第二相主要为块状碳化物MC和Y'相，同 拓宽并相互连接（如图9(c)),到达一定程度后造 时还存在与基体性质明显不同的γY+Y共晶组织. 成基体部分脱落和分离，最终形成肉眼可见的宏观 其中MC碳化物及共晶组织由于尺寸较大且与基体 空洞及裂纹，如图4(a)所示. 非共格，极易在变形过程中由于局部应力集中而开 2.4.2y'相析出特征对于合金塑性损伤的影响 裂并成为损伤源，使基体中存在大量微孔洞，如图7 GH4710合金在y'回溶后损伤值急剧上升的现 所示.对于室温塑性损伤过程，微孔洞形核后往往 象反映了Y相对于合金加工的重要影响，而这一作 在进一步变形下自身扩张，随着微孔的长大，各空洞 用与其分布特征密切相关.难变形高温合金由于其 间基体由于应力集中形成大量剪切带，并成为空洞 高合金元素含量，在加工前往往需经过长时间均匀 扩展的路径，最终各空洞连接形成宏观裂纹2，而 化过程以消除偏析组织，但由于动力学因素，一些偏 在高温变形时，由于变形温度往往高于合金等强温 析程度较大的元素仍然会带有一定的残留不均匀 度，晶界强度明显弱于晶内，微孔洞沿晶界扩展的阻 性.其中，作为y相的主要形成元素，同时又是镍基 力要远小于晶内，因此高温塑性变形中裂纹呈现明 高温合金中强正偏析元素的T35]的不均匀分布 显的沿晶趋势，如图4(b)和(c)所示.裂纹扩展到 将使γy'相优先沿原凝固组织的枝晶间析出.而富T 一定程度后相互连接，进而使材料整体破坏.图9 的MC碳化物及共晶组织作为最早从液相中析出的 展示了在1180℃、0.1s'变形时，试样不同部位（对 相，往往位于基体中T偏析现象最严重的区域，即第 期 张 麦仓等 ： 合金 的 相 析 出 特征 及其与 热加 工 塑 性损 伤 的 关联 性 ‘ 的 相 有 时甚至形 成 相将 碳化物 完 全包裹 动 力 增 大 , 形 核率增加 , 使 自 身 数量 明 显 增 加 , 其尺 的 现象 同 时 , 随 着变形温度 的 降低 , 相 析 出 的 驱 寸则 相应减小 图 不 同 温度下 碳化物 周 围 相 形 貌 ( ° ； ； ： 】 冗 ； ； ； 组 织 特征 与 合 金高温 损伤 的 关 联 性 应 不 同 损 伤程 度 ) 组 织形 貌 从 图 中 可 以 看 出 在 较 合 金 的 高 温损 伤机制 低损 伤 值 ( 时 , 基体 中 碳 化物发 生 开 金 属 塑性损 伤 是 一 个 空 洞形 核 、 扩 展 和 聚 合 的 裂及 脱落 , 形 成损伤 源 随着 损 伤 的 进 一 步 发展 , 位 过程 , 其中 微孔 的 形 核 主要 是 外载 作 用 下金 属 基 体 于 晶 界 上 的微孔洞 开 始 沿 晶 界 扩 张 , 同 时 部分 晶 界 中 非金 属夹 杂物 和 第二相 粒子 等杂 质剥落 和脱离 引 在外加拉 应 力 下 自 身 开 裂 、 分 离 , 如 图 所 示 起 的 对 于 合 金 而言 , 高 温变 形 时 基体 损伤 的进 一 步 发展 伴 随着 晶 界 裂纹 的 进一 步 延 长 、 中 存在 的 第 二相 主要 为块 状 碳化物 和 相 , 同 拓宽 并相互连 接 ( 如 图 到 达一 定 程 度 后 造 时还存在 与 基 体性 质 明 显 不 同 的 共 晶 组织 成基体部分脱 落 和 分 离 , 最 终形 成 肉 眼 可 见 的 宏 观 其中 碳 化物 及共 晶组织 由 于尺 寸较 大且与基 体 空洞 及 裂纹 , 如 图 所示 非共 格 极 易 在 变形 过程 中 由 于局 部应 力 集 中 而开 相 析 出 特征 对于合金 塑性损伤的 影 响 裂并 成为 损伤 源 , 使基 体中 存 在 大量 微孔 洞 , 如 图 合金在 回溶 后损 伤 值急 剧上 升 的 现 所示 对于室 温 塑 性 损 伤 过 程 , 微孔 洞 形 核 后 往往 象反 映 了 相对于合 金加工 的 重要 影 响 , 而这一 作 在 进 一 步变形 下 自 身扩张 , 随着微孔 的 长 大 , 各 空 洞 用 与 其分 布特 征密切 相关 难变 形 高 温合 金 由 于其 间 基体由 于应 力 集 中形 成 大量 剪 切 带 , 并 成 为 空 洞 高 合 金元 素 含 量 , 在 加 工前往往需经 过 长 时间 均 匀 扩 展 的路径 , 最 终各 空洞 连 接形 成宏 观 裂 纹 而 化过 程 以 消 除偏 析组织 , 但 由 于动 力学 因 素 一 些偏 在高温变 形 时 , 由 于变形 温 度 往往 高 于 合金 等 强温 析程 度较 大 的 元素 仍 然 会 带 有一 定 的 残 留 不 均 匀 度 晶 界强 度 明 显 弱 于 晶 内 , 微 孔洞 沿晶 界扩 展 的 阻 性 其中 , 作 为 相 的 主要形 成元 同 时 又是镍基 力 要远小于 晶 内 , 因 此 高 温塑 性变形 中 裂 纹 呈 现 明 高 温 合金 中 强 正 偏 析元 素 的 扑 … ⑴ 的 不均 匀 分布 显 的沿晶 趋 势 如 图 和 ( 所 示 裂 纹扩 展到 将使 相优先 沿原凝 固 组织的 枝 晶 间析 出 而 富 一 定程 度后 相 互 连 接 , 进 而 使 材料 整 体破 坏 图 的 碳化物及共 晶 组织作 为 最早从液 相 中 析 出 的 展示 了 在 、 — 变形 时 , 试样 不同 部位 ( 对 相 , 往 往位 于基 体 中 偏析 现 象最严 重 的 区 域 , 即