低成本第三代镍基单晶高温合金

蠕变寿命各向异性显著

在[111]取向具有优异的蠕变性能，归因于微孪晶的弥散强化效应，而[011]取向因连续层错导致蠕变寿命极差。

Guan Q.Y. · Yongmei, Li · Wang, Xinguang · Chu, Zhaokuang · Tan, Zihao · Liang Z.Y. · Tao, Xipeng · 杨彦红 · 刘金来 · 刘纪德 · 张春华 · 张松 · Li, Jinguo · 周亦胄 · 孙晓峰

Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 2025

参数信息

蠕变条件

760 °C

蠕变条件

1120 °C

技术优势

[111]取向蠕变寿命优异

在760 °C/800 MPa条件下，[111]取向试样中形成大量微孪晶，弥散分布于γʹ相中，有效阻碍位错运动并产生加工硬化效应，从而延长蠕变寿命。

高温低应力下各向异性减弱

在1120 °C/137 MPa条件下，变形机制转变为位错在<110>{111}滑移系上滑移和攀移，[011]与[111]取向试样的蠕变各向异性显著减弱，使取向选择更加灵活。

明确了中温高应力各向异性原因

该低成本合金在中温高应力下的蠕变各向异性与[111]取向对微孪晶形成敏感有关，这为通过取向控制优化性能提供了理论依据。

应用场景

• 燃气轮机叶片：利用[111]取向在中温高应力下的微孪晶强化提升叶片蠕变性能。
• 航空发动机热端部件：作为低成本第三代合金，可用于替代昂贵合金制造热端部件。
• 高温结构材料：提供蠕变各向异性数据，指导高温结构件取向设计。