热等静压对第三代单晶高温合金DD33显微组织和持久性能的影响

对第三代DD33单晶高温合金进行标准热处理、热等静压以及不同制度的后续固溶和时效处理,并在850℃/650 MPa和1100℃/170 MPa条件下进行高温持久性能实验,使用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线三维成像技术(XCT)等手段观察和表征不同状态的样品,研究了热等静压和热处理对这种合金显微组织和持久性能的影响。结果表明：铸态DD33单晶高温合金经过适当的热等静压和后续热处理工艺后,样品的组织形貌(γ′相尺寸、体积分数与立方化程度)与标准热处理态基本相同。与标准热处理态合金相比,热等静压处理后合金显微孔洞的体积分数和尺寸均显著降低,其体积分数从0.0190%降低到0.0005%,最大孔等效直径从36.9 μm减小到14.2 μm。在850℃/650 MPa和1100℃/170 MPa条件下热等静压后的样品持久寿命均显著延长。这表明,适当的热等静压和热处理能消除合金内部的显微孔洞缺陷,使其持久性能显著提高。     

第二取向对第三代单晶高温合金热疲劳过程中冷却孔孔周氧化行为的影响研究

选用第三代镍基单晶高温合金DD33,采用OM、SEM、EDS等分析手段,研究了室温～1100℃的热疲劳过程中不同第二取向板式试样圆孔孔周的氧化各向异性行为。结果表明,不同第二取向的第三代单晶高温合金含孔样品经560 cyc热疲劳实验后,冷却孔周围仍未产生裂纹,但其孔周氧化存在明显各向异性特征。并且,相同第二取向试样,孔周不同取向位置氧化层厚度差异明显;不同第二取向试样,孔周不同位置氧化层的厚度分布也不同。造成此差异的本质原因是由于第二取向不同引起样品宏观热应力的差别,导致孔的形状变化趋势与孔周不同位置热应力的差别,与孔周不同位置微观组织差异共同作用的结果。