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摘要
为了探究涡轮盘用粉末高温合金表面氧化对其低周疲劳性能的影响，分别针对第三代镍基粉末高温合金的粗晶（Coarse grain,CG）和细晶（Fine grain,FG）材料开展氧化时间对其疲劳性能影响机理的研究。通过在700℃空气环境下开展不同时长的高温预氧化实验和低周疲劳（Low-cycle fatigue,LCF）实验，使用SEM和EDS表征LCF断口、表面氧化层结构成分及其强化相形貌变化，揭示LCF裂纹萌生机理。实验结果表明，氧化层厚度随氧化时间而增加，氧元素以氧化侵入的形式进入基体；相同氧化时间下，CG抗氧化性能优于FG；疲劳裂纹萌生于氧化侵入和亚表面夹杂物等应力集中部位，在实验温度下LCF寿命受氧化作用和夹杂物共同影响；高温氧化作用下氧化层呈现分层结构，外层为NiO，中间层为含有Cr2O3,TiO2等复杂氧化物及尖晶石相（NiCr2O4）的混合层，内层为Al2O3;CG二次γ'相氧化后平均尺寸增加，FG二次γ'相平均尺寸没有明显的变化，但两种组织氧化后在晶界附近均观察到长条状的二次γ'相，表明高温氧化作用下晶界优先遭到破坏。
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