D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1985.04.00M 北京钢铁学院学报 1985年第4期 两种铁基和镍基高温合金在复杂 应力条件下的蠕变及断裂 北京钢铁学院高温合金教研室谢锡善徐志超 上钢五厂·许经峰朱金元 摘要 本文研究了一种铁基合金GH132在650℃和一种镍基GHa3A合金在750℃的纯 蠕变及复杂应力条件下的蠕变及断裂。提出无论是低强度高塑性的GH:32合金还 是高强度低塑性的GH。3A合金在蠕交一疚劳交互作用的复杂应力条件下都将会 不同程度地导致材料的弱化而引起过早的断裂。而且这种弱化随应力的升高而加 剧。在固定平均应力条件下叠加一个交变应力的动态蠕变与恒定应力的静态蠕变相 比较将促使断裂寿命降低。此乃是叠加疲劳促进蠕变断裂的结果。交变应力振幅较 小时，对稳态蟠变速率影响不大，控制蠕变第I阶段的主要因素是平均应力，但交 变应力的振幅较大时将使稳态蠕变速率大大增加。复合交变应力能促进烯变第置阶 段的过早来临和试样的过早断裂。 一、引 言 蠕变及断裂是高温合金评价高温性能中的一个重要指标。五十年代以来，对于纯金属和 简单合金中的蠕变】已经作了不少的研究。然而，对于技术合金特别是不仅具有固溶强化 而且又有第二相强化、成分复杂的高温合金中的蠕变理论近年来也有一些工作做了定量的研 究{4,2，。 复杂应力条件下的高温蠕变及断裂问题显得更为复杂，如在高温蠕变与疲劳交互作用 下，有时可以使材料强化，有时弱化。较多的试验结果认为，静蠕变应力上叠加一个周 期疲劳应力，将使材料弱化，如Ellison和Su1 livan对Udimet700合金所作的工作就 是明显的一例]。Forresti和Smitni)以及Wilshire等t]也曾对Nimonic80A作 过蠕变与披劳交互作用下的力学行为及其断裂的观察。Tin及其合作者】对Y'相强化的 Udjmet700和Y,O3氧化物弥散强化的MA,5合金作了周期蠕变条件下的力学行为研究。 对Nim onicl15合金作应力控制的低周疲劳试验甚至在室温条件下也显示出有编变变状规 律1！的复杂现象。 国内对复杂应力条件下的烯变及断裂的研究在七十年代末刚刚开展，公开发表的文章还 不多。师昌绪等对GH,3【1!及Nimonic80A和Incoloy901t1!二类镍基和铁基合金的 研究指出，蠕变-疲芳交互作用对这两种材科都造成弱化，菲且在材料蠕变延性最小的试验 温度下，蠕变和疲劳的交互作用最强。 22北 京钢铁 学院 学报 年 第 期 两种铁基和镍基高温合金在复杂 应力条件下的蠕变及断裂 北京钢铁 学院 高温合 金教研 室 谢锡善 徐 志超 上 钢五 厂 许经 峰 朱金 元 摘 要 本 文研 究 了一 种铁基合 金 ， 在 ℃ 和 一 种镍基 。 合 金在 ℃ 的纯 蠕 变及 复杂应 力 条件下的蠕 变及 断裂 。 提 出无 论 是低 强 度 高塑 性的 ， 。 合金 还 是 高强 度低塑性的 合金在 蠕 变— 疲 劳交互 作用 的复杂应力 条件 下都 将会 不 同程度地导致材料的弱 化而 引起过早 的断裂 。 而 且 这 种弱 化 随应 力 的 升 高 而 加 剧 。 在 固定平 均应力条件下 叠 加 一 个交变应力 的动态蠕 变与恒定应力 的静态蠕 变相 比较将促使断裂寿命降低 。 此乃 是 叠加疲 劳促进蠕变断裂 的结果 。 交 变应力 振 幅较 小 时 ， 对 稳态蟠 变速率影响不 大 ， 控 制蠕 变第 阶段 的主 要 因素是平 均应力 ， 但 交 变应 力的振幅较大 时将使 稳态蠕 变速率大大 增加 。 复合 交变应 力 能促进蠕 变 第 阶 段 的过早来临和 试样的过早 断裂 。 它 气鑫 一 、 下二 蠕变及断 裂是高温 合金评价高温性能 中的一 个重 要指标 。 五十年 代以来 ， 对 于纯 金属 和 简单合 金 中的蠕变 〔 ’ 已经 作了不少 的研究 。 然而 ， 对 于技 术 合金特别 是 不仅具 有 固溶强 化 而且 又有第二相 强化 、 成 分复杂的高温 合金 中的蠕 变理论近年来 也有一些工 作做了定量 的 研 究 工 ’ “ ’ 。 复杂应力条件下 的 高温蠕变 及断裂 间题显得 更为复杂 ， 如 在 高温蠕变与 疲 劳 交 互 作用 下 ， 有时 可 以使 材料强 化 ， 有时弱 化 三。 较 多的 试验 结果 认为 ， 静蠕变应 力上叠加 一个周 期疲 劳 应力 ， 将使材料弱 化 ， 如 和 对 合金所 作的 工作 就 是 明显的 一例 “ 〕 。 和 二 〔 以 及 等 〔 也 曾对 作 过蠕 变与疲 劳 交互 作用下 的 力学行 为及其断裂的 观察 。 及其 台作者 【 。 对 记 相 强 化的 和 氧化物 弥散强 化的 。 ‘ 合金作了周 期蠕变条件下 的力学 行为研究 。 对 。 合金 作应力控 制的低 周疲劳试 验甚 至在室温 条件下也显示 出有蠕 变变状 规 律 王’ 。 的 复杂现 象 。 国 内对复杂应力条件下 的 蠕变 及断 裂 的 研究 在七 十年代末 刚刚开展 ， 公开 发 表 的 文 章还 不 多 。 师 昌绪等对 。 ‘ ’ 及 和 ’ “ 二类镍基 和铁 基合金的 研究 指 出 ， 蠕 变 一 疲劳 交互 作用 对这两种 材料都 造成弱 化 ， 并且 在 材料蠕变 延 性最 小 的试 验 温度下 ， 蠕变 和疲 劳 的 交互 作用最强 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001—053x．1985．04．004