今天對太原科技大學：鎳基單晶合金橫向高溫力學性能研究Inconel625／N06625／2.4856鎳基變形高溫合金進行介紹；

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1、太原科技大學：鎳基單晶合金橫向高溫力學性能研究

2、Inconel625／N06625／2.4856鎳基變形高溫合金

3、上?？萍即髮W：**發現！雙晶界對鎳基高溫合金的影響機制

太原科技大學：鎳基單晶合金橫向高溫力學性能研究

圖3 有限元模擬在不同網格數量條件下獲得的應力應變曲，圖4模擬與試驗結果進行比較ts，圖2 有限元模型，雙晶界對鎳基高溫合金的影響機制

太原科技大學：鎳基單晶合金橫向高溫力學性能研究

圖3 有限元模擬在不同網格數量條件下獲得的應力應變曲，圖4模擬與試驗結果進行比較ts，圖2 有限元模型，。

應變速率為0.005/min當三個方向的應力應變曲線見圖6時，彈性模量隨方向偏差角度的增加而增加。具體計算結果見表3，類似于其他單晶高溫金屬。

這是由于方向不同，原子排列不同，彈性模量有方向依賴性，接近方向屈服應力，方向屈服應力明顯低于方向和方向。

這是因為滑移系的方向不同Schmid由于不同的因素，以及在外力作用下激活滑數量的不同，后續流動應力的大小也與英語有關：KONG L Y，WU J G，WU L G，et al。

Elevated temperature tran，Nonferrous Alloys，2021，41(9):1 097-1102，文獻引用，表4為不同初始方向下的激活滑移系Schmid可以看出，滑移系對應于取向和初始取向Schmid因子。

滑移系(-1 1 1)和滑移系(1 -1 1)有，其他6個滑移系Schmid因子為0.32.這可能是初始向下屈服強度較低的原因。 0.005/min(2)彈性模量隨偏轉角度的增加而增加，方向表現為更大值。

在橫向拉伸過程中，與方向滑移系激活的數量不同，Schmid因素也不同，這是橫向拉伸顯示各向異性的主要原因，但晶粒在Z軸周圍旋轉。

屈服應力會隨著應變率的增加而增加，表現出一定的敏感性，，不同方向下的方向演變見圖8，左邊是3個不同方向下的{111}極圖，右邊是拉伸后的極圖。

在拉伸過程中，三種不同方向的晶粒繞Z軸旋轉。由于其激活的滑移系統，方向晶粒的旋轉幅度更小，方向晶粒的旋轉幅度更大Schmid由于因素高，取向晶粒旋轉復雜。晶粒不僅繞Z軸旋轉，還繞X軸和Y軸小角度旋轉。樣品有限元模型見圖2。

根據樣品的一端固定HB5195-1996進行0.005/min拉伸位移為4mm更后，模型中的每個單元代表一個晶粒，以確保試件中間25的計算效率和準確性mm圖3顯示了細化程度對工程應力應變曲線的影響。

采用924個單元和1個單元 100和1 300單，模擬結果誤差不超過5%，既能保證計算結果的準確性，又能保證計算效率。因此，上述有限元模型采用924個單元進行詳細計算，并根據3.1給出初步計算值，比較試驗結果。

標定得到DD6在760 ℃見表2。圖4為有限元模擬和試驗工程應力應變曲線。可以看出，模擬結果與試驗結果一致，圖1 樣品幾何尺寸。

?，?，?，晶體塑性理論模型中的參數主要有以下幾類:(1)彈性，(2)滑移率參數n、y0(a)。

(3)硬化參數h0、t0、ts、q，準確標記上述參數是晶體塑性有限元數值模擬，第二代鎳基單晶高溫合金DD當溫度低于9000時，6的化學成分見表1。 ℃時。

八面體滑移系啟動，滑移系，有四個滑移面，三個滑移方向，共有12個滑移系，為參數標定的準確性進行后續工作CPFEM模擬計算，對DD6進行高溫縱向(即 )取向拉伸。

拉伸樣品尺寸見圖1。HB5195-1996進行760 ℃研究亮點，中文：孔令宇、武建國、武雷剛。

等.2021、41(9)：11基于晶體塑性鎳基單晶合金橫

向高溫力學性能研究 097-1 102，?，圖7 研究背景，圖8 晶粒變形前后不同方向的{111}極圖。

目前，對鎳基單晶水平拉伸的研究較少。考慮到鎳基高溫合金垂直于水平拉伸性能的研究，根據玉健等DD6水平高溫拉伸試驗結果采用晶體塑性有限元計算晶體塑性本構模型參數，并在不同晶體方向和應變率條件下使用計算結果進行水平。 三種橫向拉伸樣本示意圖，(a)[100](b)[120](c)[1。

?

?，晶粒滑動對晶粒編織變化及其宏觀力學性能的研究起著重要作用?；瑒酉到y的激活程度決定了材料屈服應力的大小，滑動系統可以通過研究不同的初始取向條件來激活。面心立方體結構包括12個滑動系統，圖7顯示了不同初始取向條件下的滑動系統及其對應性。

對于取 向（圖7a），拉伸速率為0.005/min8個滑移系被激活，8個滑移系的剪切應變**值相對一致，均為0.003-0.0035之間的取向(圖7)b）。

也有8個滑動系被激活，但主要集中在(-1 1 1)和滑移系(1 -1 剪切應變**值為0.112和0.13.三個初始取向中更大的取向(圖7)c），激活了四個滑動系統。

其在(-1 1 1)和(1 -1 1)滑移系的剪切值分別為0.085和00.095，（1）通過CPFEM擬合的本構參數可以很好地表達在760 °C應變速率為0.005/min由于滑由于滑不同方向不僅表現出較低的屈服應力，因此與方向的屈服應力明顯高于。

?，圖10 加載速率對屈服應力的影響，研究內容，研究方法，，橫向拉伸選擇Y方向作為全局坐標。

也就是說，當有限元模型見圖5時，方向、縱向方向、橫向方向、橫向方向、橫向方向、橫向則方向的橫向模型。

取向B和C規則在(001)平面上的取向偏離角度α，若α=26°（取向B），如果橫向樣品是取向的α=45°（取向C），對于晶體塑性有限元模型，橫向試樣為取向，可見試樣均在~邊界附近。

令歐拉角∮1依次等于0°、26°和45°，另外兩角等于0°可基單晶高溫合金因其優異的高溫機械性能而被廣泛應用于航空發動機葉片高溫、高應力等服務條件，以適應航空發動機葉片高溫元模型。主應力軸的方向往往與鎳基單晶平行。 因此，對鎳基單晶合金取向的機械性能研究較多，但渦輪葉片的整體應力非常復雜，如槽也會垂直于方向拉應力，但葉片制造過程既不規定也不控制垂直于方向的組織，因此需要研究垂直于方向的水平拉伸機械性能，目前對鎳基單晶水平拉伸的研究較少。

但這也是保證渦輪葉片機械性能優異的重要研究方向之一 晶體塑性理論是一種基于塑性變形的應變性能，TAYLOR G I晶體塑性運動學方程的早期提出為晶體塑性理論奠定了堅實的物理理論基礎HILL R和RICE R J等待晶體塑性本構。 使其趨于完善，BURGERS W G 當滑動系統上的分切應力發生滑動時，該臨界值稱為臨界分切應力。該理論可以解釋晶體材料由位錯運動引起的塑性變形，并計算與金屬材料晶體結構特征密切相關的塑性變形。晶體塑性有限元法(Crystal Plastic，CPFEM)基于連續介質力學的理論基礎。

為了研究鎳基高溫合金晶體材料的力學性能和微結構的演變，鐘飛利用晶體塑性結構模型進行了描述GH模型中的參數由4169合金通過單向拉伸試驗確定，葉成輝采用CPFEM對晶體塑性本構模型中的各種參數進行了研究，瑜健完成了第二代鎳基高溫合金DD6取向在760 ，并利用CPFEM模擬研究該方向，并使用它CPFEM在不同的應變率條件下進行單軸拉伸。

結果如圖9所示。可以看出，隨著應變率、屈服強度和加載率的增加，三種不同的初始取向下材料的應力應變響應都在0.5/min盡管鎳基單晶高溫合金橫向取向不同，但在應變率下表現出更大的屈服強度。

但對加載速率的敏感性行為保持一致，抗拉強度為1萬 MPa左右，即向條件下，不同的加載速率對屈服應力值的影響較小，屈服應力與應變速率的自然對數呈線性關系，表現出一定的敏感性。

Inconel625／N06625／2.4856鎳基變形高溫合金

碳(C)≤.，錳(Mn)≤.，鎳(Ni)≥8，硅(Si)≤.磷(P)≤.。

硫(S)≤.，鉻(Cr).～.，鐵(Fe) ≤.，鋁(Al) ≤.，鈦(Ti) ≤.。

硫(S)≤.，鉻(Cr).～.，鐵(Fe) ≤.，鋁(Al) ≤.，鈦(Ti) ≤.。

鈮(Nb) .～.，鈷(Co) ≤.，鉬(Mo)8.熱處理：9-℃保溫-小時，快速空冷或水冷，合金為面心立方晶格結構。

當在約650℃長期保溫滿足后，碳顆粒與不穩定四元的分離將轉化為穩定Ni3，Ti)鎳鉻矩陣中的鉬、鈮成分在固溶強化后會提高數據的機械功能，但塑性會下降。 Incoloy 哈氏合金，20，330，718，800，80，158 –0185 -9914，17-4PH（sus630）、17-7PH（sus，彈性合金：熔化溫度：1290~1350℃，Inconel 600、601、617、625、6。

因科洛伊合金的物理功能：，類似牌號，GH軟磁合金：，耐腐蝕合金：，密度：ρ=8.4g/cm膨脹合金：。 4J28、4J29(玻璃燒結)J32、4J3，Hastelloy C、C-4、C-22（N執行標準：ASTM B/ASME SB-、ASTM，3J01、3J09、3J21、3J蒙乃爾合金35等：Monel 400（N04400）、M，機械性能：抗拉強度：σb≥78Mpa，屈服強度σb≥79Mpa：延伸率：δ≥%，硬度:HB-。

合金密度：8.g/cm，熔點：9- ℃，磁性：無，N4、N5（N02201）N6、N7（N02200，沉淀硬化鋼/雙相不銹鋼，供應規格:棒材 、板、管、帶、毛細管、絲、J06、1J12、1J22、1J27、1J30、，GH3030、GH4169、GH3128、GH14。

產品:哈氏合金、高溫合金、銅鎳合金、英科耐爾、蒙乃、鎳基合金等。Incone l Alloy dao、NS，GH625合金是以鉬鈮為主要強化元素的固溶強化型鎳，具有優良的耐腐蝕和抗氧化功能。

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　　從低溫到980攝氏度均具有良好的拉伸功能和