● 摘要
高温合金具有优异的高温力学性能与组织稳定性，广泛应用于制造燃气涡轮发动机的热端部件。合金在高温复杂应力状态下长时间服役时会积累蠕变损伤，主要表现为组织退化与蠕变空洞的萌生。因此，开展面向涡轮叶片的蠕变损伤修复技术研究是保证发动机长寿命、高可靠性和低成本运行的重要手段，同时具有巨大的经济效益以及显著的军事作用。本文研究了合金在高温服役中的组织退化，γ’粒子粗化长大的机制主要为Ostwald熟化机制与粒子聚合机制。同时叶片在高温服役中在第二相与基体界面会萌生蠕变空洞。定量分析了枝晶干区γ’粒子在不同服役状态下的形貌尺寸特征，对叶片的服役温度进行了估算。研究了K002合金（以下简称为合金）不同温度的固溶特性，γ’溶解实质是溶质原子的扩散过程，所以温度的贡献往往通过热激活的形式体现。K002合金在1170℃时开始出现固溶，1190℃固溶时枝晶干区γ’相出现局部固溶现象，未固溶的一次γ’相表面出现凸起状结构。枝晶干区γ’相在1250℃时完全固溶。故可以在1170~1250℃的温度范围内选择热等静压（Hot isostatic processing，HIP）的温度参数。热等静压过程可以有效的使合金中的蠕变空洞与铸造疏松发生愈合。空洞愈合的主要机制为热等静压过程中外加的等静压力在显微空洞附近产生了沿空洞径向分布的等效拉应力和相应的应力梯度。探索了合金的恢复热处理工艺。存在的问题是晶界的连续γ’薄膜和有可能形成连续的晶界碳化物膜，会造成晶界的弱化，不利于合金的蠕变性能。之后的研究方向将涉及恢复热处理中的连续γ’薄膜与碳化物的消除、γ’相的回复等问题。