材料研究学报2024,Vol.38Issue(2) :111-120.DOI:10.11901/1005.3093.2023.178

缺口取向及温度对第三代单晶高温合金DD33热疲劳行为的影响

Effect of Notch Orientation and Temperature on Thermal Fatigue Behavior of a Third-Generation Single Crystal Superalloy DD33

郑明瑞 李亚微 刘静 王莉 郑伟 董加胜 张健 楼琅洪
材料研究学报2024,Vol.38Issue(2) :111-120.DOI:10.11901/1005.3093.2023.178

缺口取向及温度对第三代单晶高温合金DD33热疲劳行为的影响

Effect of Notch Orientation and Temperature on Thermal Fatigue Behavior of a Third-Generation Single Crystal Superalloy DD33

郑明瑞 1李亚微 1刘静 1王莉 2郑伟 2董加胜 2张健 2楼琅洪2
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作者信息

  • 1. 中国科学院金属研究所 沈阳 110016;中国科学技术大学材料科学与工程学院 沈阳 110016
  • 2. 中国科学院金属研究所 沈阳 110016
  • 折叠

摘要

使用OM、SEM和EDS等手段,研究了第三代镍基单晶高温合金DD33不同V型缺口取向([100]、[210]和[110])片状试样从室温到不同上限温度(1000℃、1100℃和1200℃)的热疲劳过程中裂纹的萌生和扩展行为.结果表明,在三种上限温度,DD33合金的热疲劳性能均出现明显的各向异性.在三个上限温度[100]取向试样均表现出最好的热疲劳性能;上限温度为1000℃和1200℃[110]取向试样的热疲劳性能最差,上限温度为1100℃[210]取向试样的热疲劳性能最差.不同取向试样的热疲劳裂纹的萌生和扩展行为,均呈现出一定的晶体学取向规律.热应力、氧化以及滑移系的开动,导致不同取向试样裂纹的扩展速率不同.

Abstract

The crack initiation and propagation behavior of a third-generation single crystal superal-loy DD33 with V-notches of different orientations([100],[210]and[110])during thermal fatigue tests:sam-ples were hold at different high-temperatures(1000℃,1100℃ and 1200℃ respectively)for 60 s and then quick quenching into water as one cycle,was investigated by OM,SEM and EDS.The results show that the thermal fatigue properties of DD33 show obvious anisotropy tested at different high-temperatures.The initiation and propagation behavior of thermal fatigue cracks in samples with different notch orienta-tions show the dependence of crystallographic orientation.At 1000℃/1100℃/1200℃,the[100]orientated specimens exhibit the best thermal fatigue performance.The thermal fatigue performance of the[210]ori-ented sample is the worst at 1100℃,while the thermal fatigue performance of the[110]oriented sample is the worst at 1000℃ and 1200℃.The thermal stress,oxidation,and the operation of slip systems result in the difference in crack growth rate of samples with different notch orientations.

关键词

金属材料/单晶高温合金/缺口取向/热疲劳/各向异性/氧化

Key words

metallic materials/single crystal superalloy/notch orientation/thermal fatigue/anisotropy/oxidation

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基金项目

航空发动机及燃气轮机基础科学中心项目(P2021-AB-Ⅳ-001-002)

国家科技重大专项(2017-Ⅵ-0019-0091)

出版年

2024
材料研究学报
国家自然科学基金委员会 中国材料研究学会

材料研究学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.605
ISSN:1005-3093
参考文献量29
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