Необратимые изменения механических свойств сплавов на основе-никеля после длительной-высоко-температурной эксплуатации
После длительной-службы в условиях высоких-температур сплавы на основе никеля-претерпевают ряд необратимых микроструктурных изменений, которые непосредственно приводят к ухудшению их механических свойств. Основные необратимые изменения механических свойств заключаются в следующем:
1. Снижение прочности на разрыв и предела текучести.
При длительном -высоком-температурном воздействии упрочняющие фазы (такие как '' фаза, '') в сплавах на основе никеля- подвергаются таким процессам, как укрупнение, агрегация и даже растворение. Эти фазы являются основными компонентами, поддерживающими высокую прочность сплава. Их морфологические и структурные изменения разрушают первоначальный эффект закрепления дислокаций, что приводит к значительному и необратимому снижению предела прочности и предела текучести сплава как при комнатной температуре, так и при температуре эксплуатации.
2.Ухудшение пластичности и вязкости.
Длительная-температурная-служба приведет к выделению хрупких фаз (например, σ-фазы, фазы Лавеса) на границах зерен сплавов на основе никеля-. При этом рост зерен будет происходить за счет эффекта термической активации, который уменьшает количество границ зерен, которые могут препятствовать распространению трещин. В совокупности эти факторы приводят к очевидному уменьшению удлинения и уменьшения площади сплава, а ударная вязкость также необратимо ухудшается, что делает сплав склонным к хрупкому разрушению под нагрузкой.
3. Ухудшение ползучести и сопротивления усталости.
Сопротивление ползучести — одно из ключевых свойств сплавов на основе никеля-, предназначенных для применения при высоких-температурах. Длительное -высоко-температурное напряжение приведет к накоплению повреждений при ползучести, включая переползание дислокаций, образование и рост пустот на границах зерен, а также межзеренное растрескивание. Эти повреждения необратимы. В то же время высоко-усталостное нагружение ускоряет зарождение и распространение трещин. Совокупный эффект ползучести и усталости приводит к резкому сокращению длительности ползучести и усталостной долговечности сплава, и это ухудшение характеристик не может быть восстановлено с помощью традиционной термообработки.
4. Потеря твердости
Уменьшение количества мелких и дисперсных упрочняющих фаз и разупрочнение матрицы, вызванное высокотемпературной диффузией, приведут к необратимому снижению твердости сплавов на основе никеля. Твердость тесно связана с износостойкостью и сопротивлением контактной усталости сплава, поэтому потеря твердости еще больше повлияет на комплексные эксплуатационные характеристики сплава.
Все вышеперечисленные изменения механических свойств вызваны необратимыми микроструктурными преобразованиями и не могут быть восстановлены в исходное состояние с помощью процессов последующей-обработки, таких как повторный нагрев или повторное охлаждение.
