K417G合金的环境致脆磨损机理

作者：王振生^*; 谢威; **; 贺颖茜; 曾阳根

来源：材料研究学报, 2021, 35(07): 501-509.

• 金属材料
• K417G合金
• 镍基合金
• Ni3Al
• 摩擦磨损
• 环境致脆

采用可控气氛磨损试验机测试含有Ni3Al相的K417 G合金在不同相对湿度空气、真空、氧气、氮气、二氧化碳、氢气和氩气下的摩擦磨损性能,用SEM观察磨损表面形貌,基于线弹性力学计算表面裂纹应力强度因子KI,依据能量学计算合金元素的环境敏感性,研究合金的环境致脆磨损机理。结果表明:磨损工况下,高相对湿度空气中的水蒸汽是导致K417G合金发生氢致脆性磨损的腐蚀介质,水蒸汽与合金中的γ′-Ni3Al反应生成的原子态H导致环境脆性,环境脆性裂纹源在γ/γ′界面以及碳化物与合金基体界面形核,裂纹既沿着γ/γ′界面以及碳化物与合金基体界面扩展,又进入γ′晶粒;合金表面裂纹的应力强度因子KI小于合金的断裂韧性KIC,接触应力不导致磨损表面裂纹;能量学计算表明,空气下,磨损表面裂纹的产生与Al的含量有关,Al的临界含量为5.53%(原子分数)。

• 单位
  中国航发南方工业有限公司; 湖南科技大学; 湖南南方通用航空发动机有限公司; 国网湖南省电力有限公司