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弯曲晶界对高温合金材料强度的影响

高温合金材料涡轮叶片通过弯晶热处理,高温合金材料组织形成弯曲晶界,如图7-41[66]所示。弯曲晶界热处理的特点是晶界弯曲,并有大颗粒状第二相分布其间。另一特点为晶内相呈大小两种尺寸,与标准热处理状态只有单一尺寸的合金材料采用等温弯晶热处理获得的弯曲晶界组织。

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高温合金材料等温弯晶热处理工艺为:1180℃,2小时,AC1040℃,4小时,AC,800℃,16小时,AC。高温合金材料是在高温状态下使用的合金材料。我们在高温合金材料的晶界强韧化可以理解这些合金特性,当使用温度较高,特别是在等强温度附近或以上温度使用时,晶界成为薄弱环节,晶界的滑动所引起的变形对总变形的贡献增大,温度越高,晶界因外加应力而引起的变形越大。

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高温合金材料弯曲晶界及晶界上的第二相颗粒可有效阻止沿晶界的滑移,从而提高晶界在高温下抵抗变形的能力。而另一方面,高温合金材料标准热处理和弯晶热处理后虽然合金中相的总量相同,例如4220高温合金材料,两种热处理合金中的高温合金材料涡轮叶片一般希望晶粒比较粗大,以保证叶片材料在高温具有良好的抗蠕变性能,但晶粒粗大后疲劳等性能不好。高温合金材料在具有粗大晶粒的零件表面产生一薄层细小晶粒组织,将有助于提高综合性能和延长使用寿命。


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