抽拉速率對(duì)DD6單晶高溫合金650℃低周疲勞性能的影響

劉維維， 唐定中， 李嘉榮， 劉世忠， 熊繼春

（北京航空材料研究院先進(jìn)高溫結(jié)構(gòu)材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100095）

單晶高溫合金是航空發(fā)動(dòng)機(jī)重要的關(guān)鍵材料之一。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，渦輪葉片用單晶高溫合金技術(shù)就一直是航空發(fā)動(dòng)機(jī)及武器裝備發(fā)展的一項(xiàng)十分重要的關(guān)鍵技術(shù)。由于渦輪葉片工作時(shí)不僅承受高溫下離心力引起的蠕變損傷，同時(shí)也承受因發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)而產(chǎn)生的載荷和溫度變化所引起的低周疲勞破壞，因此，單晶合金的低周疲勞組織、性能和疲勞機(jī)制的研究直接關(guān)系合金的使用可靠性和安全性，單晶高溫合金的低周疲勞行為成為單晶高溫合金理論和應(yīng)用研究的重要研究?jī)?nèi)容之一。已有研究表明，高溫合金的低周疲勞壽命與諸如溫度、循環(huán)頻率、加載波形及保持時(shí)間等試驗(yàn)參數(shù)密切相關(guān)，并且基于由滑移模式、氧化和微觀結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性的差異所造成的變形和損傷機(jī)制的改變揭示了這些試驗(yàn)參數(shù)對(duì)疲勞壽命的影響規(guī)律［1～3］。

由于渦輪葉片特有的幾何形狀、工作中應(yīng)力條件的變化以及冷卻條件的不同，葉片各個(gè)部位承受不同的應(yīng)力狀態(tài)，特別是葉片與渦輪盤連接榫頭部位，雖然工作溫度處于中溫（760℃）以下，但其承受高應(yīng)力和復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)［4～6］。由于葉片的設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，為保證葉片單晶生長(zhǎng)的完整性，多采用變速抽拉，以保證葉片不同部位獲得合適的組織結(jié)構(gòu)。本工作模擬葉片榫頭部位工作溫度，選取650℃進(jìn)行試驗(yàn)，探討了不同抽拉速率對(duì)DD6合金低周疲勞性能的影響，以獲得適合榫頭部位的最佳抽拉速率，并研究其低周疲勞行為。……