镍基单晶高温合金再结晶的取向依赖性

镍基单晶高温合金的再结晶是实际应用过程中亟待解决的问题。单晶高温合金的塑性变形行为与晶体取向密切相关，这将导致合金的再结晶行为具有晶体取向依赖性。因此，本项目以镍基单晶高温合金为研究对象，研究其<001>、<110>、<111>取向和偏离<001>取向不同角度的塑性变形和退火的再结晶行为，确定晶体取向和变形方式等对其再结晶的影响规律；利用TEM和EBSD等研究再结晶过程中位错结构和亚晶取向的变化，分析晶体取向对合金再结晶形核长大的影响，研究再结晶过程中不同取向合金共格界面分布和数量对位错运动和再结晶晶界迁移的作用。从变形机制和变形储存能等多角度分析单晶高温合金再结晶取向依赖性的机理。通过本项目研究，认识晶体取向对镍基单晶高温合金再结晶的影响机制，丰富合金的再结晶理论，并为生产应用中控制单晶合金的再结晶提供理论依据。

再结晶作为一种典型的单晶高温合金缺陷，将显著降低单晶高温合金的力学性能，使其使用可靠性降低。因此，掌握单晶高温合金的再结晶行为，并找出控制再结晶的方法，已成为其工程化应用亟待解决的问题。.本课题采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、透射电镜(TEM)等方法系统地研究了DD407单晶高温合金在压缩和拉伸变形条件下，变形特征、工艺条件、晶体取向等因素对合金再结晶行为的影响，分析了单晶高温合金再结晶的形核机制，并初步探索了抑制再结晶的工艺。结果表明：.合金的再结晶行为与热处理温度密切相关。随热处理温度的升高，合金组织从无再结晶向胞状再结晶、表面再结晶和完全再结晶依次变化。再结晶程度随退火时间的延长和变形程度的增加而增加。.在压缩变形条件下，再结晶对晶体取向的敏感性按<011>、<001>、<111>次序降低。偏离<001>取向不同角度样品的再结晶行为不完全一致，但差别不大。而在拉伸变形条件下，再结晶对晶体取向的敏感性按<001>， <111> 和 <011>的次序降低。依据剪切模量的变化，合金的储存能变化应按<001>， <111> 和 <011>的次序降低。这与其拉伸变形后的再结晶变化趋势相同。.在单晶高温合金再结晶研究中发现，粒子对再结晶晶界迁移具有明显的阻碍作用。再结晶在表面和枝晶干优先形核。表面可以使位错消除并致长程应力松弛，易优先再结晶；而枝晶干位置γ粒子在退火过程中的优先溶解将减少其对晶界迁移的阻碍作用。再结晶通过小角晶界弓出和迁移形核。 .低温退火和短时高温退火相结合的退火处理对DD407合金的再结晶具有一定的抑制作用。