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本文研究了DD93合金在不同持久条件和拉伸条件下的性能和变形特征,并研究了不同热处理制度对合金持久性能和拉伸性能的影响。
通过1298℃/4h的固溶热处理消除了铸态合金中的枝晶偏析和枝晶间处的全部共晶组织,且不发生初熔。时效条件的变化对合金组织影响显著,随时效温度的升高,γ尺寸显著增大,超过1150℃时效会在基体通道内产生细小的二次γ,在1200℃时效γ,产生定向粗化。随时效时间的延长,γ尺寸先稍有减小,之后显著增大;相反,合金的硬度值先增后减。时效温度和时间的变化对γ百分含量影响不大。DD93合金的热处理制度定为1298℃/4h+1100℃/5h+870℃/16h。
对DD93合金进行了不同条件持久试验,结果表明随持久温度的升高,γ形状由立方体变为层片状筏形组织,其筏形厚度远大于原始γ尺寸。由中温持久到高温持久,主要的位错特征由层错、位错对变为位错网络,断裂方式由剪切型过渡为微孔聚集型。
在中温和高温持久条件下,γ尺寸较小的固溶态合金持久性能均较差,时效温度过高导致合金γ尺寸过大,其持久寿命也较短。合金通过完全热处理可获得均匀分布、尺寸适中的立方形γ,其持久性能优异。在高温低应力持久条件下,筏形组织的完善程度影响合金高温下的持久性能。在持久过程中形成相对完善的γ筏形组织有利于合金在高温下的持久寿命,而二次时效处理对提高合金高温强度的作用不大。
在室温到760℃的温度范围内,经过完全热处理的DD93合金拉伸强度随温度的升高略有提高,温度超过760℃拉伸强度急剧降低。合金的塑性与强度成相反的变化规律。对于固溶态合金,其拉伸强度的峰值出现在700℃,超过此温度拉伸强度急剧下降,塑性低谷同样出现在强度峰值的700℃。固溶态合金的拉伸性能在各温度下均低于经过完全热处理态合金。在中温条件下拉伸时,合金的断裂方式属于解理断裂,拉伸温度高于980℃时,合金的断裂方式属于微孔聚集型断裂,850℃拉伸处于两种断裂方式的过渡阶段。
室温拉伸条件下,完全热处理态合金和固溶态合金变形组织结构类似,主要的变形方式是a/2<110>位错剪切γ;在700℃条件下拉伸,两种状态合金中均有大量层错出现;在980℃条件下拉伸,位错密度增大,合金中有初步形成的位错网络,完全热处理合金依然保持较好的立方γ形貌,固溶态合金的γ相呈不规则形态。