面心立方金属高温疲劳蠕变损伤与晶界结构的相关性研究

摘要

"晶界工程"(GBE)是指能够提高材料内部特殊晶界(如CSL晶界等)比例的形变热处理方法,目前已被广泛地应用于各种面心立方金属材料以提升其与晶界相关的各种性能.本项目旨在研究面心立方金属材料疲劳蠕变损伤机制与晶界结构的内在关联,揭示其规律性并拓展GBE的应用.发现合理的形变热处理工艺可提高奥氏体不锈钢低ΣCSL晶界比例至70%以上，同时其高温疲劳蠕变寿命明显延长。明确了相对其它类型晶界而言，Σ3型CSL晶界对两侧滑移系具有较好的应变相容性。发现在疲劳蠕变交互作用过程中，Σ1,Σ3和Σ9型晶界能有效干扰和阻碍裂纹的萌生和扩展，因此提高低ΣCSL晶界比例能够改善材料的疲劳蠕变抗力。运用EBSD技术对部分疲劳裂纹的扩展路径进行分析，揭示不同类型晶界疲劳蠕变损伤特征与过程的差异，这是对EBSD技术应用泛围的重要拓展。