【摘要】 因此，应该考虑由于相结构和这些相的晶格失配引起的晶格畸变，它与γ/γ′应变/应力的关系至今尚未完全阐明。本文讨论了不同位错沉积和γ′析出现象引起的不同晶格畸变程度的样品，研究了晶格畸变对γ/γ′相表面应变/应力状态的影响。

燃气轮机叶片在运行过程中暴露在高温燃气中，是通过镍基单晶高温合金的精密铸造工艺制成的。由于叶片采用内部空气冷却系统，温度梯度通过厚度方向时通常会产生较大的热应力。应力导致表面重结晶、热障涂层(tBC)分离和疲劳裂纹形核，这对叶片是有害的。在这些有害行为的产生过程中，表面应变/应力状态发生了敏感的变化。因此，评估表面应变/应力状态对于有效地理解这些行为具有重要意义。

对于表面应变/应力状态的研究，通常采用分辨率较高、表面灵敏度较高的X射线衍射方法，并提出了许多方法，如sin2Ψ方法和Williamson-Hall方法。具体到单晶(SC)样品，“奥特纳”方法是最常用的。近20年来，人们对SC镍基高温合金的应变/应力状态进行了研究。对镍基SC高温合金试样经过热机械疲劳、蠕变变形和喷丸处理后的应变/应力状态进行了实验研究。B・马蒂。利用X射线衍射(XRD)研究了具有NiAl涂层的SC高温合金SRR99的内应力状态。制备了热机械疲劳试样和未经测试的试样，测定了表面(靠近涂层)和块体γ/γ′相的残余应力。Marty等人的结论是，与未测试的样品相比，表面区(接近涂层){001}面三个方向的γ′应力不等效。这一结论与本区异常漂流的观测结果是一致的。用XRD研究了喷丸处理对AM1高温合金低周疲劳寿命的影响。通过XRD分析，发现表面层的压应力高达1000-1400MPa。实验和有限元计算均证实了这些效应。结果表明，压应力对疲劳寿命的影响在4~10之间。

在以往有关镍基SC高温合金应变/应力研究的工作中，总是涉及宏观应力，并讨论了宏观应力与材料性能的关系。然而，Ni基SC高温合金由fccγ基体和相干排列的L12有序γ′-沉淀组成，并具有独特的两相失配结构，这在上述工作中没有考虑到。因此，应该考虑由于相结构和这些相的晶格失配引起的晶格畸变，它与γ/γ′应变/应力的关系至今尚未完全阐明。本文讨论了不同位错沉积和γ′析出现象引起的不同晶格畸变程度的样品，研究了晶格畸变对γ/γ′相表面应变/应力状态的影响。对两种不同冷却速率下的圆筒样品进行了固溶温度分析。除了研究不同固溶冷却速率引起的表面应变/应力变化外，还研究了样品的形状因子。使用了冷却速度较快的圆柱试样和四方试样，它们可以分别粗略地模拟叶片的横截面和纵截面。所有测试样品均为[110]方向。因此，在平行于(110)平面的[001]和[110]两个方向上，可以检测到应变/应力的各向异性。此外，还讨论了时效工艺对表面应变/应力的影响。

  • Duan, H.; Qin, L.; Pei, Y.; Li, S.; Zhao, L.-D.; Ji, V.; Gong, S. Investigations into the Surface Strain/Stress State in a Single-Crystal Superalloy via XRD Characterization. Metals 2018, 8, 376. https://doi.org/10.3390/met8060376

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