金属顶刊《Acta》揭示镍基高温合金在剪切蠕变加载下的微观组织演化过程！
材料学网
2026-07-24 23:05
文章摘要
本文采用耦合位错密度晶体塑性框架的三维相场模型，系统研究了镍基高温合金在两种典型剪切蠕变加载条件下的微观组织演化规律。背景方面，镍基高温合金因其优异的高温力学性能广泛应用于航空发动机涡轮叶片，然而服役过程中叶片承受复杂的多轴应力状态，除常规[100]晶向拉伸载荷外，剪切应力对组织演化的影响尚未得到充分认识。研究目的旨在通过数值模拟揭示（100）[010]和（011）[01]两种剪切加载方向下γ'析出相的形貌演变机制，并阐明弹性不均匀性及塑性各向异性的贡献。结论表明：（100）[010]剪切加载下组织保持近立方形态，仅发生界面微小转动，该现象与弹性常数C₄₄的不均匀性相关；而在（011）[01]加载下出现明显的筏化组织，剩余通道方向与主滑移系最活跃的通道一致，且弹性驱动力来源于弹性常数C'的不均匀性。模拟结果与已有实验观测相符，并证实三维自相关函数可有效用于微观组织的统计分析。本研究为理解复杂应力状态下镍基高温合金的蠕变行为提供了通用数值框架，并可用于分析涡轮叶片冷却通道附近的实际受力状态。
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