耐热材料的蠕变断裂强度与温度关系研究

图1-132给出了各种耐热材料不同加热温度，分别保温100h及1000h蠕变断裂强度与温度之间的关系，图中包括TD-Ni和IN-853颗粒增强镍基耐热超合金复合材料。图中显示，所有固溶强化型合金或析出强化型合金在高温区的蠕变断裂强度明显下降，但颗粒增强镍基耐热超合金复合材料却仍然保持优秀的抗蠕变断裂性。

图1-132 包括颗粒增强耐热复合材料的各种耐热材料蠕变断裂强度与温度之间的关系

图1-133为IN-853与Inconel713C的蠕变断裂强度与拉卢连米拉参数之间的关系，其试验条件见表1-57。从图1-133中可以看出，随拉卢连米拉参数的增大，两者的差距缩小，最后IN-853超过了Inconel713C。

图1-134为IN-853与Inconel713C在927°C时的蠕变断裂强度与断裂时间之间的关系曲线。可以看出，IN-853曲线的斜度比Inconel713C平缓，随着断裂时间的延长，IN-853的蠕变断裂强度就超过了Inconel713C。但是在温度较低时，IN-853的蠕变断裂强度比TD-Ni高，这是因为IN-853有γ′相析出强化的缘故。IN-853温度较低时有γ′相析出强化，温度较高时有Y₂O₃颗粒弥散强化。

图1-133 IN-853与Inconel713C的蠕变断裂强度与拉卢连米拉参数之间的关系

表1-57 制作图1-133时的试验条件

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图1-134 IN-853与Inconel713C在927℃时的蠕变断裂强度与断裂时间之间的关系

图1-135为TD-Ni颗粒增强镍基耐热复合材料的电子显微镜组织，照片中的黑色颗粒为ThO₂。其直径约为60～70nm，在1300℃×1h的加热保温下，无论是分布状态，还是颗粒大小，都几乎没有改变。也就是说，这些颗粒非常稳定，因此在γ′相长大及固溶的高温区，颗粒增强镍基耐热复合材料仍然有极其优良的力学性能。

图1-136为纯Ni、TD-Ni、TD-NiCr的退火温度与硬度之间的关系曲线，从图中可以看出，与纯Ni相比，TD-Ni、TD-NiCr对退火软化有很大的抗力。也就是说，TD-Ni、TD-NiCr颗粒增强镍基耐热复合材料与冷加工得到的组织相比，在高温条件下也有比较大的稳定性。

图1-135 TD-Ni颗粒增强镍基耐热复合材料的电子显微组织

图1-136 纯Ni、TD-Ni、TD-NiCr的退火温度与硬度之间的关系（退火时间为1h）