《表2 抽拉速率对DD15合金1 100℃/140 MPa持久性能的影响》

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《抽拉速率对DD15单晶高温合金组织和力学性能的影响》

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表1和表2分别为抽拉速率对DD15合金980℃拉伸性能和1 100℃/140 MPa持久性能的影响。由表看出，随着抽拉速率的增加，合金的拉伸性能和持久性能增加。合金的组织决定合金的性能。从宏观上看，单晶高温合金由枝晶组成。枝晶间存在显微疏松，残余共晶，与枝晶干存在成分偏析等原因，因而高温下枝晶间比枝晶干的强度低，显微裂纹首先在枝晶间产生。随着抽拉速率的增加，合金枝晶间距减小，枝晶间区域细化，减少了合金枝晶间在高温载荷下的裂纹萌生和扩展机率，因而能够提高合金的力学性能[5，8，13-15]。从微观上考虑，单晶高温合金主要由γ和γ′两相组成。γ′作为强化相，它的尺寸和形态对单晶高温合金力学性能有重要的影响。在单晶高温合金高温变形过程中，位错先在γ相中运动，遇到γ/γ′相界面受阻。具有不同柏氏矢量的位错，在进行长程交滑移的同时，相遇并发生位错反应，于是在γ/γ′相界面上形成位错网，位错网密度越大，合金强度越大。随着γ′相的尺寸减小，γ/γ′相界面面积增大，形成的位错网密度高，能够有效地阻碍后续位错剪切通过γ′相，能减小合金的变形速率[16-17]。在持久过程中，细小的γ′相能够形成完善的筏排结构，能够有效阻止高温下合金变形[18]。而且随着γ′相的尺寸减小，γ′相的体积分数增加，γ′相的沉淀强化作用增大。综合以上两个方面可知，合金的性能随着抽拉速率的增加而升高。