表面再结晶层对镍基高温合金疲劳性能影响的研究

定向凝固和单晶高温合金由于消除了横向晶界，具有优异的抗蠕变和疲劳性能，是高性能航天航空等工程中热端部件的重要材料。然而这类材料的表面易形成再结晶层，会明显降低疲劳性能，严重影响飞行器应用的安全性和可靠性。本项目研究高温合金表面再结晶的形成规律和对疲劳性能的影响。首先通过不同的制备条件对再结晶组织的微结构特征的影响做出定量的分析，然后实验研究具有不同形态的表面连续再结晶和局部再结晶的合金试件高温疲劳性能，探讨再结晶晶界微裂纹的萌生和扩展规律，以及再结晶微观结构对镍基高温合金宏观疲劳性能和失效机理的影响。在理论研究上，提取与再结晶微结构演化和宏观力学响应密切相关的损伤变量，并考虑再结晶的横向晶界和再结晶/各向异性基体界面的影响，发展带界面效应的各向异性力学模型，建立含再结晶层的定向凝固/单晶高温合金系统的表征分析方法。从而对航天航空工程关键部件性能提高和安全评估提供理论依据和实施方法。