Onomkeerbare veranderingen in de mechanische eigenschappen van op nikkel-gebaseerde legeringen na langdurig gebruik-bij hoge- temperaturen
Na langdurige dienst-onder hoge- temperatuuromstandigheden ondergaan nikkel-legeringen een reeks onomkeerbare microstructurele evoluties, die direct leiden tot de verslechtering van hun mechanische eigenschappen. De belangrijkste onomkeerbare veranderingen in mechanische eigenschappen zijn als volgt:
1. Vermindering van de treksterkte en vloeigrens
Tijdens langdurige blootstelling aan-hoge- temperaturen zullen de versterkingsfasen (zoals 'fase,' fase) in legeringen op nikkel-basis processen ondergaan zoals verruwing, aggregatie en zelfs oplossing. Deze fasen zijn de kerncomponenten die de hoge sterkte van de legering behouden. Hun morfologische en structurele veranderingen vernietigen het oorspronkelijke dislocatie-pinning-effect, wat resulteert in een significante en onomkeerbare afname van de treksterkte en vloeigrens van de legering bij zowel kamertemperatuur als gebruikstemperatuur.
2.Verslechtering van de taaiheid en taaiheid
Langdurig gebruik bij hoge- temperaturen- zal leiden tot het neerslaan van brosse fasen (bijvoorbeeld de σ-fase, de Laves-fase) aan de korrelgrenzen van op nikkel- gebaseerde legeringen. Ondertussen zal korrelgroei optreden als gevolg van het thermische activeringseffect, waardoor het aantal korrelgrenzen dat de scheurvoortplanting kan belemmeren, afneemt. Deze factoren samen zorgen ervoor dat de rek van de legering en de verkleining van het oppervlak duidelijk afnemen, en dat de slagvastheid ook onomkeerbaar wordt verminderd, waardoor de legering gevoelig wordt voor brosse breuken onder belasting.
3. Afbraak van kruip- en vermoeidheidsweerstand
Kruipweerstand is een van de belangrijkste eigenschappen van legeringen op nikkel-basis voor toepassingen bij hoge- temperaturen. Langdurige- hoge- temperatuurstress zal leiden tot de opeenstapeling van kruipschade, waaronder het opklimmen van dislocaties, vorming van holtes en groei bij korrelgrenzen, en intergranulair scheuren. Deze schade is onomkeerbaar. Tegelijkertijd zal vermoeiingsbelasting bij hoge temperaturen het ontstaan en de voortplanting van scheuren versnellen. Het gecombineerde effect van kruip en vermoeiing zorgt ervoor dat de levensduur van de legering bij kruipbreuk en vermoeiing scherp korter wordt, en deze prestatievermindering kan niet worden hersteld door conventionele warmtebehandeling.
4. Verlies van hardheid
De afname van het aantal fijne en verspreide versterkingsfasen en de verzachting van de matrix, veroorzaakt door hoge- temperatuurdiffusie, zullen leiden tot een onomkeerbare vermindering van de hardheid van op nikkel- gebaseerde legeringen. De hardheid hangt nauw samen met de slijtvastheid en contactvermoeidheidsweerstand van de legering, dus het verlies aan hardheid zal de uitgebreide serviceprestaties van de legering verder beïnvloeden.
Alle bovengenoemde veranderingen in mechanische eigenschappen worden veroorzaakt door onomkeerbare microstructurele transformaties en kunnen niet in de oorspronkelijke staat worden hersteld door middel van na-behandelingsprocessen zoals opnieuw verwarmen of opnieuw verouderen.
