论文部分内容阅读
IN718镍基合金是航空、航天等领域应用最为广泛的材料之一，但是γ"相在高温环境(＞650℃)下的粗化及相变行为会导致材料强度和蠕变性能的迅速下降。激光温喷丸(Warm Laser Peening-WLP)利用激光诱导冲击波与温度场的耦合作用，能够显著提高IN718镍基合金γ"相的体积分数，并有效抑制γ"相在高温环境中的相变行为，有望成为改善IN718镍基合金高温力学性能的主要途径。本文采用理论与试验相结合的方法对热-力耦合作用下激光温喷丸IN718镍基合金的强化机理展开研究，测试并分析了其在高温环境中的残余应力释放及拉伸行为，主要工作如下: (1)理论方面，基于宏微观尺度研究热-力耦合作用下WLP的应力强化机制及位错强化机制;结合IN718镍基合金的相变机制，建立残余应力的高温释放理论，并分析WLP对残余应力高温释放过程的影响规律;基于动态再结晶机理，建立IN718镍基合金高温拉伸过程的微观机制，并研究WLP诱导的微观组织对高温拉伸行为的影响规律。 (2)残余应力释放方面，搭建激光温喷丸试验系统以及高温保持试验系统，并研究基体温度对于WLP诱导IN718镍基合金残余压应力及其高温释放特性的影响，基于高温环境下的微观组织演变过程归纳出残余应力释放的微观机理;同时研究残余应力释放过程中IN718镍基合金表面纳米硬度随基体温度的变化规律;在此基础上依据残余压应力以及纳米硬度的高温稳定性确定IN718镍基合金WLP的最佳基体温度，发现WLP(260℃)处理的IN718镍基合金具有最佳的高温稳定性。 (3)高温拉伸方面，在确定IN718镍基合金WLP最佳基体温度的基础上，采用试验方法分析WLP、LP以及未处理试样的室温及高温拉伸行为，揭示WLP与LP对IN718镍基合金高温拉伸过程的作用机制及其强化机理，发现WLP试样比LP试样具有更稳定的高温力学性能;同时对IN718镍基合金高温拉伸断口形貌进行观察，对比分析WLP、LP以及未处理试样断口的韧窝形貌，分析WLP强化IN718镍基合金的高温断裂机理，发现WLP试样高温拉伸的断裂形式为韧性断裂。