镍基单晶高温合金的残余应力衍射测试与分析.docx

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1、中国科学院金属研究所硕士学位论文铢基单晶高温合金的残余应力衍射测试与分析姓名：申请学位级别： 硕 士 专业： 材料物理与化学指导教师：20070901捎要摘要在银基单晶高温合金叶片的生产和服役过程中，存在大量因素引入残余应 力，其与外载应力叠加作用将对材料的组织与性能产生重要影响。目前，对单晶 高温合金中残余应力大部分都是通过有限元数值模拟和汇聚束电子衍射进行研 究，而在多品材料中被广泛应用的 X 射线衍射 ( XRD) 和中 子衍射方法却未被广泛应用，本文通过 XRD 和中子衍射对银基单晶 高温合金中的残余应力进行测试和研究首先，通过四点弯曲法验证针对含有丫仇两相的 锐基单晶高温合金的XRD

2、应力测试方法的可靠性。通过XRD 对去应力退火的校正试样表层的残余应力重复测定，推断XRD 法测定 单晶高温合金应力的精度为士30MPa,符合测量单晶高温合金应力要求。在室温状态下，发现四点弯曲法弹性加载条件下合金表层的宏观 应力应变与机械拉伸实验测定的应力及应变片法测定的加载应变数据吻合较好， 证明利用 XRD 测试含有 y/y两相的单晶 高温合金的应力方法可行和数据可靠 ： 同时也发现沿加载方向上相间应力结果为：丫 相受 拉，y相受压；相间应力随荐加载量增加而增加。其次，针对叶片在制造过程中可能引入残余应力，利用XRD 测定不同 取向(A- (100), B- ( 110) , C- (1

3、11)）喷丸样品的残余 应力分布，通过观察高温时效后材料组织变化研究残余应力对材料组织结构的影响。发现在喷丸试样中与试样表面平行的应力分只为压应力，并逐渐减小，在一定深度时转变成拉应力；而与试样表面垂直的应力分量为拉应力并在变形层 内保持一致，塑性变形量也沿着层沈逐渐减小材料本身的力学性质对应力分布影响较大，A、B、C 样品在相同喷丸处理条件下，其应力状态分布为16c lICBlI於 l，与屈服强度相对应。喷丸试样在时效处理过程中表面发生了再结晶和“异常筏化组织变化，认为“异常筏化与应力热松弛一致，是一种扩散过程，“异常筏化主要原因是喷丸变形引起的三维残余应力状态，与试样表面平行的压应力相互“

4、抵消个起作用， 与表面垂直的拉应力分冕在时效过程中对筏化起主要作用。摘要最后，针对叶片在服役过程中引入的残余应力，利用同相位热机械疲劳 (TMF ) 对沿(001)方向生长的 单晶高温合金进行模拟，井分别利用 XRD 和中子衍射方法测定 TMF 变形后试样内的应力状态。结果表明试样内部 丫竹两相的残余内应力状态为： Y 句 ）相 在 (00 1方向受压（拉），而在010)/(100方向则受拉（压）；同一试 样的不同位 登的 塑性变形是不 均匀的，试 样中心位置的y/y两相应力值要大千其他部位，且中心位置的 y/y两相的点阵常数变化 程度也问样大千其他部位，所以中心位置的变形程度最大。利用XRD

5、 分别测贷样品 400衍射峰得试样中价两相发生了不同程度的四方畸变： 丫相 ，cb 为： Y相，c-b 为正；其绝对值随 若变形程度的增加而增加；试样在 (001) 方向和 (010 )/ (100 方向的点阵错配度不同 ，在(001)方向为正，约为+o.05 %，而在 I00/(010方向则为负，约为-0.25关键词： 铢基单晶高温合金，残余应力，X 射线衍射，中子衍射，喷丸，热机械疲劳IllABSTRACTABSTRACTMeasurement and Analysis of Residual Stress in Ni-base Single Crystal SuperalloyJun Z

6、HANG (Materials Physics and Chemistry)Supervised by Prof. Erdong WUThere are many possibilities to induce residual stress in Ni-base single crystal superalloy during the manufacture and service proced 血 s. The residual stress combined with the applied stress will affect the microstructure and mechan

7、ical performance significantly. Finite Element Method and Convergent Beam Electronic Diffraction have been extensively used to study the stress state in Ni-base single crystal superalloy, but X-ray diffraction(XRD) method and neutron diffraction which have been used wildly for the stress measurement

8、 in polycrystal havent been applied wildly. The aim of this work is to study the residual stress in Ni-base single-crystal superalloy by X沁 and neutron di伍action.First, XRD method for the stress measurement in single-crystal superaJloy was examined by the four-point bending tests. Experiment errors

9、from the repeated measurements for the same stress-free sample was about 士 30MPa and thls proved XRD method was suitable for the stress measurement in thls experiment. Stress states of the superalloyduring four-point bending tests were measured by XRD at room temperature. The results from the calcul

10、ation by separated information of 诃 phaseshowed that the measurement technology and analysis method were correct. Theinter-phase stress states of 竹 phases during the tests increased with the deformation while they (r1 phase was in tension (compression).Second, samples with different surface directio

11、n (A-(100), B-(110), and C-(111) were shot peened to simulate the residual stress state introduced during the manufacture process and shot peened samples were aged to observe the different ABSTRACTmicrostructures. The experiment results showed that the stress tensors parallel to the sample surface w

12、as compressive stress and decreased with the depth; it changed to tensile in interior and balanced with the compressive stress in the sub-surface. The stress tenor along the depth within the deformed layer was tensile. The mechanicalperformances of the material play an important role in the stress s

13、tate of shot peened samples. The stress distribution state is 闭 目 泸 目 凸 while the correspondingyield strength is u .26 : .2 6 仓 Recrysta11izationand anomalous rafting structurewere observed in the shot peened sample after ageing beat treatment. Rafting was supposed to be a result of the diffusion pr

14、ocess which was consistent of the thermal relaxation of the residual stress. The tensile stress tensor along the depth was supposed to be the critical reason for the rafting structure while the stress tensors parallel to the surface were countervailed.Third, in-phase thermal-mechanical fatigue(IP TM

15、F) was performed to simulate the service condition. The TMF samples were measured by XRD and neutron diffraction. Experiment results showed that the stress state of -yli phase within the sample was: l (l) along the 001 direction was compressive (tensile) and opposite along the 100)/(010) direction.

16、The stress states in the deformed sample were inhomogeneous, as the stress and the changes of the lattice parameter in the center was larger than the other position. The results from the 400 profiles indicated the 丫i phases were tetragonal distorted, c-b for 丫（汾phase was negative(positive) and incre

17、ased with the defonnation process; the lattice parameter mismatch in axial (side) case was positive (negative) with the corresponding vaue of +0.05% (-0.25%).Key words: Ni-base single-crystal superalloy, Residual stress, XRD, Neutron diffraction, Shot peening, Thermal-mechanical fatigue声明本人声明所呈交的学位论

18、文是在导师指导下进行研究工作所取得的成果，相关知识产权属中国科学院金屈研究所所有，本人保证不以其它单位的名义发表或使用本论文的研究内容。除已注明部分外，论文中不包含其他人已经发表过的研 究成果，也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮助的个人和集体，均已在论文中明确说明并致谢。作者签名：j朵女日期：正 下1月尤日第 未 绪 论第一章绪论铢基单晶高温合金由于其优异的高温强度和良好的蠕变抗力，被广泛应用千 制造航空发动机和燃气轮机涡轮叶片及其他高温部件，在机械制造和国防工业中 举足轻重。部件在生产和服役过程中存在诸多引入残余应力的因素，如制造过程 中的表面喷涂和服役过

19、程中的高温塑性变形。残余应力对于单晶高温合金的内部 组织及性能影响至关重要。人们很早就注意到材料内的残余应力及其对材料的影 响，德国工程师 Woehler 在1860年发表的关于火车轴的断裂论文中，第一次相当准确地描绘了轴内残余应力的分布曲线。在以后相当长的时间内，由 于在应 力分类，物理模型，测试方法等的不足，尽管在工程上能够消除残余应力以及其不 利影响，但是对 千材料内残余应力的认识仍然不足目前由千不同专业领域的习惯用语不同，残余应力的名称还有残余内应力，残衔应力，内应力等。1.1 残余应力内应力是在没有外力和外力矩作用在物体上，存在于材料内部并自身保持平 衡的应力内应力可以按照应力平衡特

20、征尺寸范围分为三类（图 1 )：第 一 类 内应力( 16) 在较 大的材料区域（样品尺寸）内是均匀的，与 6 相关的内应力在横贯整个物体的每个截面 上处于平衡，与 16 相关的内力 矩相对千每个轴抵消， 当材料中的 6 的平衡迵到破坏时总会产生宏观尺寸变化，通常称为残余应力和宏观应力第二类内应力 ( II T ) 在材料的较小 范围（数 个晶粒范围）内近乎均匀，与 “ c 相联系的内力或内力矩在足够多的品粒中是平衡的，当平衡被破坏时 也会出现尺寸变化，通常称为微观应力第三类内应力 ( I ll O ) 在极小的材料区域（几个原子间距）内存在，当这种平衡破坏时，不会产生尺寸变化，c 可以按照连

21、续力学的概念利用有限元数值模拟( FEM ) 工具计算，但是在这里忽视了品粒之间和多相之间的 6 l/ 6 可以分为品粒之间，品粒内部和相间应力等，目前的衍射法测试可以得到相间平均应力。Ill T 是存 在千原子范围类的，由位错和点缺陷等引起，如位错墙和位错包之间存在应力差异、位错之间的应力和派纳力。第汽绪论: :,G谓-l1忒11J6 气主钝于尸厂l1 0 /l；. ： ：:图1 双相材料中内应力根据特征范围尺寸分类示意图Fig.I The 实比血此 ill田 归 tion of internal stress according to characteristic length scaJe

22、 intwcplwem-al残余应力一是种弹性应，力通常是由千不均匀塑性变形，热膨胀系数不匹配， 不均匀相变造成的，与材料中局部区域存在的弹性应变相联系，所以残余应力是材料中发生了不均匀变形的结果，在工业生产和材料服役中最为典型的不均匀变形有喷丸、焊接、蠕变、疲劳等(2) 示例： 1, 点 阵错配引起的共格应力，如高温合金中共格生长的基体相(T)和沉淀相（i) , 通常使用的单晶高温合金是 千相的点阵常数小，所以共格应力为Y相受拉 ，而丫相 则 受压,3 4 ) . 2,由于表里温度梯度的差异导致的热应力p. 6) ，因为在冷却初期由千表层冷的快， 其收缩较大且受2心部区域的阻碍，故表层为拉应

23、力，心部为压应力；继续冷却时，表层的冷却速度减小，心表温度差异也逐渐减小，心表的热应力同时下降；到冷却后期，心部区域开始比较强烈的收缩，受到已冷却表层的阻碍，所以心表热应力开始反向， 即心部受拉、表层受压，直至心表均达到室温，冷却结束3, 相变引起的形状不匹配造成的错配应力亿6 ) ，如在钢浮火时，发生马氏体相变会引起体积膨胀， 导致材料内部形状不匹配以及体积变化，因而产生残余应力。4, 热膨胀系数不匹配导致的相间第二类内应力(7, ) ，如高温合 金 中的 协，两相，在冷却过程中，不同的热膨胀系数会导致不同的体积收缩所以会产生相间应力。5, 由千产生不均第汽绪论匀塑性变形而生产的残余应力”

24、0-1 2 ) ，喷丸造成材料表面塑性变形随吞深度增加而逐渐减小，产生的不均匀变形导致很高的表面残余压应力，应力值随渚深度逐 渐减小6, 在钢铁工业中，渗氮工艺是一种常见的表面强化工艺，在渗氮的同时也会引入残余压应力分布(,2 13 可见残余应力广泛的存在于材料之中。1.2 残余应力测试方法鉴千残余应力在科学研究和工业生产中的重要作用，在国标中现已对某些产品的残余应力测试技术及水平进行了规范，如铝合金 ( QJ 2916-97 ) 和铜合金( GBff 10567.1- 10567.2-199)。近年来开发了 FEM”牛16) 计算材料内的残余应力，可以针对简单工艺（如焊接）及形状不复杂的工件

25、取得较好的结果，但是实验测 定仍是取得残余应力值的主要方法。根据测试方法是否破坏被测试件，可将应力 测试方法分为有损测试和无损测试两大类。有损测试原理是用机械加工的方法将 零件中一部分除去，释放部分或全部残余应力并造成相应的位移及应变，再在特 殊部位测昼这些位移或者应变 ，通过力学分析推算出原始存在的残余应力，典型的有钻孔法” 7- 1 “ 和 压痕法2. 02 1 ) 无损检测方法是根据残余应力在 材料中引起的某种物理效应，建立起物理董和残余应变（应力）之间的关系，通过测昼物理量来 计算残余应力，无损方法包括衍射法122- 25 ) , 磁性法( 26 ) 和超声法( 27, 21 ) 等衍

26、射法是目前最为成熟的无损检测方法，包括常规 X 射线衍射 ( XRD) ，中子衍射 ，同步辐射X 射线衍射和汇聚束电子衍射( CBED) 四种方法。XRD、中子衍射和同步辐射的测试原理都是根据残余应力引起的衍射峰位的位移从而计 算出应变，再由Hook 定律把应变转换为应 力，CBED是利用 TEM 测量高阶 劳埃带的偏移得到应变。这里只简要介绍XRD、中子衍射和同步辐射的测试原理 ， 对于 CBED 不加介绍， 可参考专著129 ) 由 千多晶和单晶衍射特征的差异，衍射 法对于多晶体和单品体测试方法存在巨大差异。1.2.l 衍射法测试多晶体应力原理3Cu 靶X 射线对一般材料的入射深度( JO

27、m）相对千光斑照射面积( mm勺第 章 绪 论很小，可以假设被测试的体积为自由表面，应力状态 为平面应力，通常利用 sin切方法测昼。现简单叙述其原理， 如需其详 细的理论推导可以参见( 6 ) 。Sample图 2 描述应力应变状态的试样坐标 系，6 。为测试方向的应力Fig. 2 The schematic drawing of the stress/strain in sample coordinate, u。.represents thestress along the measure directionXRD 测量方法是 测揽符合 ”选择 反射”规律晶粒的平均信息，不同方向的 弹性应

28、变通过“常规法”或者“侧倾法”测量，测试方向可以通过样品坐标系中的 v 和 o定义， v 为试样法线方向和衍射矢量方向的夹角，称为极距角； o为被测应力方向与试样坐标系夹角，称为平径角。对于弹性模量为E, 珀松比为u 各向同性且主应变c33 与试样的表面法线方向平行的材料，假设测噩的应力状态为平面应力状态，即 U33 = 0 , 根 据弹性力学知识得被测方向上的应变为：c.,., = (1+ u)/ E o。: .si n2 111- (u / E)(a11 +a22)(1)利用Vogit 提出的弹性常数：、丿2(I:;S2 =(l + v)/ E32、丿（S1 = - u / E可得：C”

29、=S26。.sin II + S1(u11 + u22)2( 4 )式（4)表示弹性应变cOV 是 sin切 的线性函数 ，因此 6 。可以 通过直线的斜率求得：6，I= ( 1 / S242沦c“ 戊 si n42 ,p(5)第 章 绪 论衍射仪测盐的数据为特定 ( hkl) 晶面的衍射角 20, 式（4 ) 左端改写为：C” = -cot 岛(2生 2岛）2式中： O。一无应力时材料的( hkl) 的半衍射角20ov一有应力时材料在 o,w方向上 的 ( h ie/) 的 衍射角式 ( 6 ) 代入式( 5 ) 后可得：吓 cot B。i (I I扫 )Jo28,” 戊sin切( 6 )(

30、7)式（7 ) 表明6 。可以通过测试一组同o 角不同 v角的 ( h /cl）晶 面衍射计算而得。这种方法假设了材料为各向问性，晶粒尺寸足够小以及表面无应力梯度，所以这 种方法在含有织构、粗晶以及应力梯度较大的材料中的应用存在困难( 3 0-32)对千通常使用的金属材料，中子衍射和同步辐射相对千常规 XRD 入射深度更深，可达数厘米，因此可测益材料内部的三维应力状态，测量衍射示意图如图3. 中子衍射和同步辐射已被广泛应用千测蜇多晶体材料内部的应力状态阻35 ) , 但在测量过程中必须测量预先假设的材料中主应力方向的应变，其原理和XRD基 本一致，可通过式 ( 6 ) 计算得应变后再利用广义

31、Hook 定律计算主应力：6 IIEu=( c1; +(c l l + Cn + C33)）( 8 )(1 + v) l - 2vlnci 如 t bcam巨。x:Diffraction vec芯Diffraction beam、 i乙？、 、ISample、 : .（丛 歹2=.I图 3 中子衍射测试多晶材料应力示意图，a , ( i=l, 2,3 ) 为主应力Fig. 3 The schematic diagram of neutron diffraction for stress measurement of polycrystal, er,5i = 1 ,2 , 3 ) is the

32、main stress tensors中l日科牛胶金属研究所硕 上论文：单品石溫合金的残余应力衍射 测试与分析1.2.2 衍射法测试单品体应力原理与传统的多晶应力测试方法 ( sin2 v 方法）相比，单晶体应力测试法更加复杂。由千单品体的衍射特征，所以无法使用 sin2w 方 法进行应力测试，必须通过x, o（图 4 ) 转动使( hkl ) 晶面 符合衍射条件，这使得单晶应力测试在测试方法上要比多品应力测试费时，同时在应力计算方法上也更加复杂。根据弹性力学知 识，在正交坐标系（图 4 ) 中 h k/方向的应变c出可表示为：知 dd;d:.,a2 式b 坛f + c2 c; +ab& +b

33、ee +ca点( 9 )式中 ： 如 0 点 h kl方向的应变d-( hkl) 晶面在受力状态下的晶面间距心 （hkl) 晶面在无应力状态下的晶面间距CC 一 品体坐标系下应变张量cC 的分堂a, b, c 一 分别为hkl方向与正交坐标系基矢 C，的方向余弦式（9) 表明对含有至少 6 个晶面间距变化数据的方程组可通过最小二乘法求得c;hk/)S1s:图4 实验室坐标系 L, 样品坐标系s. 晶体坐标系C 的示意图；X, q, 角在实验室坐标系 L 的定义6Fig. 4 Definitions oflaboratory coordinate system L; sample coordin

34、ate syste m Sand crystal coordinate system C; the schematic drawing of the angles of x:, q, in systenn L第. -章 绪 论式 (9 ) 中a, b, c 可表达为：a= COS(f)Sinz, b= sinq,sinz, c= cosz( 10 )在求得 cC 后，根据广义Hook定律，晶体坐标系下的应力张盔6 C 可表示为：uc =Cec( ll)其中C为弹性常数。样品坐标系下的宏观应力张旮夕 与应变张量cS 可 分别通过晶体坐标系与样品坐标系的转换矩阵M和其逆矩阵 Ml 由 6 C 和

35、cc 计算得到 ：a5 = M 吩M c = M_ ，& CM(12)(13)1.3 双相材料力应模型在两相材料中，经受塑性变形区38和) 温度变化 9,39，心时两相表现出不均匀 塑性变形特性，因此在材料中除了残余应力外还有相间应力。温度变化的热应力是由千材料表面和内部的冷却速度不同以及两相不同的热膨胀系数导致体积变化 不同导致的若材料中包含热膨胀系数不同的两相，由千温度变化时两相的体积变化不协调，还会造成相间应力，冷却时，热膨胀系数大的相受到热膨胀小的相 阻碍，因此热膨胀系数大的相受拉，而热膨胀系数小的相受压对千塑性变形，一般来说屈服强度高，形变强化能力大和塑性变形量小的相、晶粒或者材料区

36、域在卸载后残留的是拉应力，反之为压应力。Mughrab1i38 ) 提出的两相应力模型指出在塑性变形后沿为外载应力轴方向两相相间应力状态应该为： 硬相为拉，软相为压；井在相间相互平 衡取拉伸为例，由a 和p 相组成的两相材料在单轴拉伸变形过程中的应力应变曲 线可简 单表述为图 5137 ) ， 在此模型中假设两相塑性应变相等且连续。变形开始阶段，材料整体、a 相以及p 相随祜外载应力M C111 增加 而发生弹性变形；材料整体、相以及p 相在 A 处同时 发生屈肢 由于不同的塑性变形特性，塑性变形阶段的曲线不一致，p 相的变形能力小于a 相，整体变形介千a 相和p相之间； 在 B 处卸除外载A

37、 ppl 外 ，其弹性应变整7体回复到 C 处，发现残余第二类内应力”6 f 为负，”呏为拉。材料中的a 相和P第一章 绪 论相每点应力6 1 1 等 千宏观应力人( 6 1 1 与 第二类内应力（这里为相间应力，“ 6 $ ,咕）的叠加：相间应力相互平衡井满足：I ro = M qll+ II ro研 11 + 11afi心 ”咕片” af.= 0(1 4 )(15)(16)f 和 J，分别 为d 睬 顶 相的体积分数Stress,o.r图 5 两相材料的单轴拉伸应力应变曲线Fig. 5 The stress-strain curve of two-phase material during

38、 uniaxial tensio n由千两相力学性质4沛同 以 及协调变形的限制，在材料中存在刁均匀弹性应变，因此在已知两相体积分数和，条件下可通过两相的残余应力呏和叶， 结合式 (1 4 ) - ( 16 ) 求得M 外 、l/ 6 t 和 “ 6 化大量研究工作( 37, 4,1 42 证明，在双相复合材料中的相间应力符合这个棱型Winholtz 等人( 42 1 对 含有不同微观组织8（珠光体，渗碳体和回火马氏体）的 1080 钢进行低周疲劳应力应变响 应研究 ， 分别状得基体相和碳化物的应力应变曲线图，发现碳化物的应力范围要高于基体，即碳化物在拉伸和压缩状态下承受的应力都大千基体相；珠

39、光体的加工硬化第一章 绪 论速率要高千渗碳体：回火马氏体在低周疲劳中发生循环软化。由此可以看出，相间应力在多相材料中的作用是不可忽视的第二类内应力不仅包含相间应力，还有晶粒间应力。由于大部分传统材料晶 粒尺寸小千目前测试技术的极限测堂体积，限制了晶粒间第二类内应力的研究 目前，晶粒间第二类内应力测量还是主要集中在探讨具有不问取向的晶粒力学行 为14,3 “ ) ，通过中子衍射方法对多晶高温合金进行了原位拉伸研究，发现在拉伸方向上的100/110两种取 向晶粒中的 丫忙变形行 为不同，表明在变形过程中，晶 粒之间和两相之间的应力对变形过程有省重要的作用。另外，对千粗品材料（晶 粒尺寸为毫米级的材

40、料），有人利用单晶应力测试方法研究不同取向相邻品粒的 变形行为( 3,1 4 习，对千第 二 类内应力的研究，有利千加深材料微观力学行为认识， 如可以研究不同相在加载时应力应变关系，不同取 向 晶粒在加载时的变形过程， 通过研究晶粒间应力还可深入研究材料应力腐蚀行为1.4 研究背景虽然残余应力在材料中的作用很早就被关注，但限千测试技术和认识水平， 在相当长的时间内停留在定性的论述或对比性实验。近年来，工业界对于产品有了更高的期望，所用材料也面临更加苛刻的服役条件。为此，既需要不断开发新材料，又需利用各种强化手段，充分发挥材料的潜力，所以材料中残余应力的作用日益受到工业界关注残余应力和外载应力叠

41、加可改变材料的表观静强度； 通过在材料中引入残余压应力可以提高应力腐蚀性能和材料的高周疲劳强度同时，残余应力还对千材料中的相变限4 7 和组织演化困“也有重要的影响。高温合金的研究工作目前大量集中千材料的成份，工艺，性能，组织和结构，大量的实验现象发现残余内应力、应变在单品荔温合金中有着重要的影响。1.4.1 镶基单品高温合金结构9在介绍应力对单品高温合金影响之前，先对单品高温合金结构作简单介绍。沉淀相强化的银基单品高温合金主要包括两个共格合金相，一相为面心立方第一章 绪 论( fee ) 结构的基体相（y). 另一相为均匀镶嵌在基体丫中的 Lh 结 构 的立方沉淀强化相（ i ) 。由 千沿

42、001方向生长的单晶商温合金具有优异的力学性能，目前绝大部分使用的单晶高温合金是沿001方向生长，单晶高温合金中i 相沿诸晶体学方向生长井与丫相成周期性 排列；丫/y 两相的点阵常 数的差别通过点阵错配度6( o = 2(a7 - a 7)/(a 7 + a ) ) 表示 ， ar 和 ar 分别为 丫和Y两相的点阵常数，在原始状态下， r li 两相之间存在省共格应力（图6)。在尚温合金高温变形后的内应力主要来源于两类应力( 3 ) ： 第一，错配应力，如 丫i 两相的点阵错配和热膨胀系数错配。第二，变形后残留的不均匀塑性变形，特别是由千塑性变形产生的刃型位错。 . (100图 6 负错配度

43、单晶高温合金内的共格应力示意图Fig. 6 The schematic d rawing of misfit stress in Ni-base single crystal superalloywith negative lattice parameter mismatch大量的研究发现单晶 庙温合金在高温变形时表现出各向异性 24, S O-S4) ，如高温拉伸蠕变后吤两相发生了不同程度的四方畸变： cT - b 0 , C 为001方向的点阵常数，b 为100)/010方向的点阵常数， c - b 为四方畸变度。因此在研究过程中根据与应力轴的方向将试样和基体相分别进行了分类（图 7).

44、在外载与生长方向001平行的镂基单品高温合金中， 平行千应力轴的 ( 100) 或( 010) 截面为纵截面 ( S ide case), 与应力轴垂直的( 001) 截面为横截面( Axial case )。与应力轴平行的基体通道为垂直通道( Vertical chann el )，与应力轴垂直的为水平通道 ( Ho rizontal channel)。在服役过程中，横截面和纵截面，垂直通道和水平通道的应力分布、微观结构都不问。二叨dciII叩gA冥恤I caseHori 心 Il lclwncl-？Y勹Y图 7 银萃单品高温合金结构Fig. 7 The micro虹 匹 血 它of Ni切 single crystal superalloy1.4.2 再结晶单晶高温合金因 消除了横向晶界进 一步