数字散斑相关法研究镍钴基高温合金中的PLC效应

作为航空发动机涡轮盘用新型材料,镍钴基变形高温合金在300～600℃温度区间内拉伸时会产生Portevin-Le Chatelier (PLC)效应.本文采用数字散斑相关方法,研究了镍钴基变形高温合金在400℃下拉伸变形过程中伴随PLC效应出现的应变局域化现象,即PLC带.实验结果表明,PLC带内的应变比试件平均应变大一个数量级,而带外部分应变接近于零.同时还观察到了带外部分的弹性收缩现象,即出现应变为负的区域.在拉伸全程中,PLC带与拉伸轴方向成约60°的夹角.PLC带的宽度均为4～4.5 mm,远大于试件最小尺寸(厚度),这一点与铝合金中的带宽与试件最小尺寸相近这一现象截然不同.     

γ′相的尺寸梯度对富钴镍基高温合金变形机制的影响

本文借助像差校正透射电子显微镜研究了富钴镍基高温合金在高温拉伸变形过程中不同尺度的γ′相对合金变形机制的影响。研究发现,随着γ′相尺寸的增加,基体位错以位错对的方式切割γ′相逐渐转变为以Orowan机制绕过γ′相,并在其周围形成位错环;而不全位错能否切入γ′相主要取决于层错的类型(内禀或外禀),与γ′相的尺寸无关。同时发现,层错之间的交互作用能够促使内禀层错转变为外禀层错并可逐步增加错排片层数量,最终演变为可剪切所有尺寸γ′相的变形孪晶。本文对γ′相尺寸效应的影响以及层错转变为孪晶的过程的研究将有利于对后续合金设计提供理论参考。