D0I:10.13374/j.issn1001-一053x.1995.02.020 第17卷第2期 北京科技大学学报 Vol.17 No.2 1995年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Ap.1995 DD3单晶高温合金疲劳一蠕变复合作用 下的形变特点 陈国良郭宏 北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京，100083 摘要。研究了DD3单品高温合品在疲劳-螨变复合作用下的材料形变特点，分析了DD3 单晶在不同的交变应力和平均应力的组合下材料的动态变形曲线特点，建立了在930℃此 单晶的疲劳一蠕变交互作用变形类的断裂特征图，研究发现DD3单晶合金断裂特征图F区 具有较宽的应力范围，而C区则具有相对较窄的应力范围，这表明DD3单晶合金具有相对 较强的抗蠕变能力和相对较弱的抗疲劳能力， 关键词蠕变疲劳，交互作用，耐热合金，单晶、变形 中图分类号TG142.73,TG111.8 Deformation Features of Superalloy DD3 under Fatigue Creep Interaction Chen Guoliang Guo Hong State Key Laboratory for Advanced Metallic Materials,USTB.Beijing 100083 ABSTRACT The deformation features of a nickle-base single crystal superalloy DD3 under fatigue-creep interaction were investigated.The strain rate type fatigue-creep frature machanism map was constrcuted.The maxium stress modified equations were obtained to calculate the minium strain rate for the fixed stress conditions.It is demonstrated that the predicted values compared favourable with the observed values. KEY WORDS creep fatigue,interaction,heat-resistant alloys,single crystals.deformation DD3单晶是一种高强度，低比重，成本较低的】种镍基高温合金，在合理的热处 理制度下其y'体积分数达到63%山，而且y'呈均匀分布的立方形细小沉淀·这种理想 的微观组织结构使DD3单晶具有较高的抗蠕变能力和较好的抗低周疲劳能力，适合用 于高温动力装置部件，大多数的高温动力装置都承受着疲劳一蠕变的复合载荷作用· 早期的Taria21等人试图用等效应力的概念来预测材料的动蠕变（交变应力和平均应力 之比小于1)行为，对于大部分材料在交互作用较为强烈时就显得不够有效，而应该 考虑到交互作用的影响·本文利用疲劳一蠕变交互作用断裂特征图]研究了DD3单晶 1994-05-27收稿 第一作者男59岁教授第 17卷 第 2 期 19 9 5 年 4 月 北 京 科 技 大 学 学 报 OJ u ma l o f U n i v e sr ity o f S d ne ec a nd T ec h n o ol g y B e ij i n g V o l . 17 N o . 2 A P r . 1 9 9 5 D D 3 单晶高温合金疲劳 一 蠕 变复合作用 下 的形变 特点 陈 国 良 郭 宏 北 京科技大学新金 属 材料 国 家重 点实验室 , 北京 , 1仪X)83 摘 要 研 究 了 D D 3 单 晶高 温合 晶在 疲劳 一 蠕 变 复 合 作 用 下 的 材 料 形 变 特 点 , 分 析 了 D D 3 单 晶在 不 同的交 变应 力和 平均 应力 的 组 合下 材 料 的 动 态 变 形 曲线 特 点 , 建 立 了 在 93 0 ℃ 此 单 晶 的 疲 劳 一 蠕 变交 互作 用 变 形 类 的 断 裂特 征 图 . 研究 发现 D D 3 单 晶 合金 断裂 特征 图 F 区 具 有 较宽 的 应力 范 围 , 而 C 区 则具 有相 对较 窄 的 应 力 范 围 . 这 表 明 D D 3 单 晶合 金 具 有 相 对 较强 的 抗蠕 变能 力和 相 对较弱 的 抗 疲 劳能 力 . 关键 词 蠕变 疲 劳 , 交 互作 用 , 耐 热合金 , 单 晶 , 变形 中图 分类号 T G 14 2 . 73 , T G l l l . 8 D e fo r ma t i o n F e a t u r e s o f S u P e r a ll o y D D 3 u n d e r F a t i g u e C r e e P I n t e r a e t i o n C h e n G u o li a n 夕 G u o H o n g 5 t a t e K e y L a b o r a r o r y fo r A d v a n e e d M e t a ll 一e M a t e r i a l s , U S T B , B e i j i n g 10 0 0 8 3 A B S T R A C T T h e d e fo r m a t i o n fe a t u r e s o f a n i c k l e 一 b a s e s i n g l e c r y s t a l s u P e r a ll o y D D 3 u n d e r fa t i g u e 一 e r e e P i n t e r a c t i o n w e r e i n v e s t i g a t e d . T h e s t r a i n r a t e t y P e fa t i g u e 一 e r e e P fr a t u r e m a e h a n i s m m a P w a s c o n s t r e u t e d . T h e m a x i u m s t r e s s m o d iif e d e q u a t i o n s w e r e o b t a i n e d t o c a l c u l a t e t h e m i n i u m s t r a i n r a t e fo r t h e fl x e d s t r e s s c o n d it i o n s . I t 1 5 d e m o n s t r a t e d t h a t t h e P r e d i c t e d v a l u e s c o m P a r e d fa v o u r a b l e w it h t h e o b s e r v e d v a l u e s . K E Y WO R D S c r e e P fa t i g u e , i n t e r a c t i o n , h e a t 一 r e s i s t a n t a ll o y s , s i n g l e c r y s t a l s , d e fo r am t i o n D D 3 单 晶是 一 种 高 强 度 , 低 比 重 , 成 本 较 低 的 l 种 镍 基 高 温 合 金 . 在 合 理 的 热 处 理 制 度 下 其 下` 体 积 分 数 达 到 63 % [ ’ } , 而 且 7 ` 呈 均 匀 分 布 的 立 方 形 细 小 沉 淀 . 这 种 理 想 的微 观 组 织 结 构使 D D 3 单 晶具 有 较 高 的抗 蠕 变 能 力 和 较 好 的 抗 低 周 疲 劳 能 力 , 适 合 用 于 高温 动 力 装 置 部 件 . 大 多 数 的 高 温 动 力 装 置 都 承 受 着 疲 劳 一 蠕 变 的 复 合 载 荷 作 用 . 早 期 的 T ar i a 【2 } 等 人 试 图 用 等 效 应 力 的概 念 来 预测 材 料 的 动 蠕 变 (交 变 应 力 和 平 均 应 力 之 比小 于 l) 行 为 , 对于 大 部 分 材 料 在 交 互 作 用 较 为 强 烈 时 就 显 得 不 够 有 效 , 而 应该 考 虑到 交 互 作 用 的 影 响 . 本 文 利 用 疲 劳 一 蠕 变交 互 作 用 断 裂 特 征 图 [ ’ 〕研 究 了 D D 3 单晶 1 9 9 4 一 0 5 一 2 7 收 稿 第 一 作 者 男 59 岁 教 授 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1995. 02. 020