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摘要
针对再生冷却推力室等零件在服役过程中经受循环热冲击，容易发生热疲劳失效等问题，采用机械球磨混粉和激光定向能量沉积相结合的方法，在Stellite 6合金中添加铝和镍元素，制备了新型钴基合金。在室温至600℃进行自约束热疲劳测试，并采用扫描电子显微镜、X射线衍射和激光共聚焦显微镜等多种方式系统表征了测试前后钴基合金的显微组织演变和裂纹萌生及扩展过程。结果表明：与商用Stellite 6钴基合金相比，铝和镍元素的添加抑制了沉积态钴基合金中?-Co的出现，并且在热疲劳过程中也限制了γ-Co向?-Co的转变。3Al合金和3Al5Ni合金热疲劳裂纹出现的临界循环次数分别提高了250次和550次，裂纹扩展速率降低了7.5%和12.25%。新型钴基合金拥有更高的层错能，组成相更稳定，热疲劳过程中γ/?相界面更少，减少了热疲劳裂纹萌生和扩展，从而大幅提升抗热疲劳性能。
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单位上海交通大学; 上海空间推进研究所
