内部応力超塑性による単結晶Ni基超合金の超塑性成形

单晶镍基高温合金的内应力超塑性超塑成形

基本信息

批准号：
09228227
负责人：
佐藤英一
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Institute of Space and Astronautical Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

Ni基超合金はガスタービン動翼などに使用される耐熱合金であるが、粒界すべりや粒界破壊に起因するクリープ強度の低下をさけるため、単結晶合金開発されてきている。本研究では、この合金に内部応力超塑性を適用して超塑性成形する試みを行った。内部応力超塑性とは、複相材料に熱サイクルを加えると、熱膨張率の違いにより生じた不均一な内部応力がマトリクスの巨視的な転位クリープを促進させ、応力指数1の超塑性的な変形挙動が生じる現象である。実験には一方向凝固合金Mar-M247を用いた。この合金がマトリクスが粗大な柱状晶であり、粒界すべりが生じないという意味で単結晶合金と同等である。真空中で、高周波誘導加熱により、温度域1373〜1473K、加熱冷却速度10K/sの三角波状の熱サイクル中あるいは1473Kでの一定温度の加熱中に、ひずみ0.73までの圧縮クリープ変形をさせた。一定温度では表面に大きなクラックが発生し、内部に多数のキャビティが発生したのに対し、熱サイクルでは表面クラックは生じず、内部キャビティも発生していなかった。なお、変形中の組織はγ'相の体積分率が10数%と少なく、非整合であった。また変形後に再熱処理をすることにより、変形前と等しい組織に戻せることを確認した。以上の結果は、Ni基単結晶超合金も内部応力超塑性の手法によって巨大延性を得ることが可能であることを示唆している。

基于Ni的超合金是燃气涡轮叶片等中使用的耐热合金，但是已经开发了单晶合金，以避免晶粒边界滑移和晶界断裂引起的蠕变强度的降低。在这项研究中，我们试图将内部应力超塑性施加到这种合金上。内部应力超塑性是一种现象，其中热循环应用于多相材料，由热膨胀系数差异引起的不均匀的内部应力会促进矩阵的宏观位错磁芯，从而导致1次强调指数的超塑性变形行为1。使用Unidrecection solidication aligeciental Mary Mar Mar Mar Mar Mar Mar Mar Marm247是for-MARM2477。这种合金等于单晶合金，其基质是粗柱晶体，不会引起晶界滑动。在真空中，高频感应加热在三角波状的热循环中导致压缩蠕变变形为0.73，温度范围为1373至1473K，而在1473K处的恒温加热期间，温度范围为1373至1473K，加热速率为10K/s。虽然在恒定温度下在表面产生了大裂缝，并且在内部产生许多空腔，但在热循环过程中没有产生表面裂纹，并且没有产生内部腔。变形的组织的γ'相的少量分数为几个10％，并且不一致。还可以证实，通过变形后加热，可以将组织与变形之前的相同水平恢复。以上结果表明，基于NI的单晶超合金还可以通过内部应力超塑性获得巨大的延展性。