高温氧化对粉末高温合金微观结构和疲劳性能影响研究

高温氧化对粉末高温合金微观结构和疲劳性能影响研究
张禄;余志伟;陈阳;张磊成;江荣;田高峰;宋迎东
【期刊名称】《推进技术》
【年(卷),期】2024(45)1
【摘要】为了探究涡轮盘用粉末高温合金表面氧化对其低周疲劳性能的影响,分别针对第三代镍基粉末高温合金的粗晶(Coarse grain,CG)和细晶(Fine grain,FG)材料开展氧化时间对其疲劳性能影响机理的研究。

通过在700℃空气环境下开展不同时长的高温预氧化实验和低周疲劳(Low-cycle fatigue,LCF)实验,使用SEM和EDS表征LCF断口、表面氧化层结构成分及其强化相形貌变化,揭示LCF裂纹萌生机理。

实验结果表明,氧化层厚度随氧化时间而增加,氧元素以氧化侵入的形式进入基体;相同氧化时间下,CG抗氧化性能优于FG;疲劳裂纹萌生于氧化侵入和亚表面夹杂物等应力集中部位,在实验温度下LCF寿命受氧化作用和夹杂物共同影响;高温氧化作用下氧化层呈现分层结构,外层为NiO,中间层为含有Cr_(2)O_(3),TiO_(2)等复杂氧化物及尖晶石相(NiCr2O4)的混合层,内层为Al_(2)O_(3);CG二次γ’相氧化后平均尺寸增加,FG二次γ’相平均尺寸没有明显的变化,但两种组织氧化后在晶界附近均观察到长条状的二次γ’相,表明高温氧化作用下晶界优先遭到破坏。

【总页数】16页(P185-200)
【作者】张禄;余志伟;陈阳;张磊成;江荣;田高峰;宋迎东
【作者单位】南京航空航天大学能源与动力学院;北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TF703.51
【相关文献】
1.镍基粉末高温合金的微观组织与低周疲劳性能
2.粉末高温合金夹杂物引起疲劳裂纹萌生微观机理研究现状
3.FGH95镍基高温合金粉末中的夹杂及其对合金疲劳性能的影响
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5.Al_(x)CoCrFeNi高熵合金黏结剂对Ti(C,N)基金属陶瓷微观结构和高温抗氧化性能的影响
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