鎳基單晶高溫合金具有優異的高溫強度和環境抗力，廣泛用于制造先進航空發動機的葉片[1,2]
為滿足航空發動機推重比和熱效率日益增長的需求，單晶葉片的服役溫度越來越高
發動機工作狀態的改變產生溫度梯度和熱應力，使葉片發生熱疲勞損傷
熱疲勞損傷已經成為單晶葉片的主要失效形式[3]，引起了極大的關注
學者們對多晶和定向柱晶的熱疲勞行為已經有較多的研究[4~7]，認為高溫氧化和熱應力是高溫合金材料發生熱疲勞損傷的重要誘因
在高溫下晶界容易發生氧化和脆化，受到循環熱應力的作用后開裂而萌生熱疲勞裂紋
同時，合金近表面處的夾雜、鑄孔、碳化物、γ/γ′共晶等，都可能成為熱疲勞裂紋的形核點[8,9]
Chen等[10]研究GH536合金在800~900℃的熱疲勞行為時發現，熱疲勞裂紋以穿晶模式萌生
裂紋一旦形核，就在熱應力的驅動下迅速沿著強度較低的晶界擴展[6, 7]
Zhang等[4]研究定向柱晶高溫合金DZ125的熱疲勞行為時發現，裂紋總是沿著變形的γ′相和熱疲勞循環過程中生成的氧化產物形成的通道擴展，裂紋尖端的應力場和氧化反應程度共同決定了裂紋的擴展速率
但是，目前對鎳基單晶高溫合金熱疲勞行為的研究較少
Zhou等[11]研究了帶有不同角度圓孔的單晶合金的熱疲勞行為，發現裂紋更容易在理論上應力集中最大的部位萌生
由于沒有晶界，單晶高溫合金熱疲勞裂紋萌生后在內部沒有明顯的弱化通道擴展
目前普遍認為，高溫合金在熱疲勞變形過程中激活了{111}<110>滑移系，因此單晶合金的熱疲勞裂紋更傾向于沿特定晶體學取向擴展[5,12,13]
Xiao等[14]研究發現，隨著溫度從900℃升高到950℃，裂紋的擴展方式由沿枝晶間擴展轉變為沿晶體學取向擴展
更高的溫度使合金微觀組織發生變化，從而影響其熱疲勞性能
已有研究表明，晶體取向可影響合金的熱疲勞行為
Wang等[12]對比研究了一種第三代單晶高溫合金不同二次枝晶取向試樣的熱疲勞行為，發現[100]取向和[110]取向的熱疲勞裂紋沿著完全不同的路徑擴展
而Lv等[13]研究一種第二代單晶高溫合金的熱疲勞行為時發現，[100]取向與[110]取向的試樣只是其裂紋擴展速率不同，裂紋擴展路徑并沒有太大差異
顯然，不同代次單晶高溫合金的取向和溫度，尤其是與高溫相關的熱疲勞機制仍不清楚，需要進一步研究
Xia等[15]對比了不同缺
聲明：
“缺口取向及溫度對第三代單晶高溫合金DD33熱疲勞行為的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：鄭明瑞,李亞微,劉靜,王莉,鄭偉,董加勝,張健,樓瑯洪
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2025年07月24日 ~ 26日 
