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高温合金蠕变形核时间研究1) 尹久仁张平张俊彦邓旭辉黄舸 (湘再大学基础力学与材謇；I工程研究所．嘏潭4n105) 一要考虑●移位错的两种类型对空洞形核的影响，提出在二维结构中攀移位错按等几宰分布 的位错分布模型．计算了位错擎移引起的局部空位浓度。利用去耦的L哪eborg模型和张平等提 供的二雏结构空洞形按临界浓度的计算机模拟结果．并设蠕变第一阶段满足口．蠕变率，第二阶 段为幂宰蠕变．导出高温合金摹移控制形核的临界时间。 l关键词等几率分布，La印cb0喀模型、临界时间 、 、 { 引言 、 考虑位错的正攀移和负攀移，假定在二维情况下攀移位错按等几率分布，计算此分布情 况的局部空位浓度。然后将Lag嘴b0曙模型推广到蠕变的第一和第二阶段。仍然利用张平等【2】 提供的二维结构空洞形核临界浓度的计算机模拟结果．导出修正的空洞形核临界时间。 1 高温台金形核临界时间 1．1位错攀移 在较高温度下，刃型位错由于热激活产生攀移。由于位锩攀移在位错线后面产生空位或 填隙原子。填隙原子的形核能约为空位形核能的5倍，即u；§5u：=脚3，显然负攀移是择 优产生的。为此取负攀移位错密度为p。=5∥6(，为晶体位错体密度)。假定位错攀移方位 方向分布是的等几率分布．则可得可攀移位错引起的局部空位浓度【4l ， ． 、 c=co+％=呻I-u}肛7’J+ct93州5P (1) 1．2蠕变机制 Lag脯bo曙位错蠕变理论根据直接观察，假定位错排列为三维网络。蠕变过程是由回复 和应变硬化的连贯事件组成。位错网络的一些接点由于热涨落而断开：那些与最长位错连接 的接点经常断开。释放的位错移动一定距离直到被网络阻止，因此产生应变增量，也产生应 力增量即应变硬化。位错网络的回复同时发生。假设这是由大网格的逐渐长大和小网格的收 缩引起．证明回复过程中位错运动本质上是弯曲位错网线直线拉伸的驱动力引起。这一回复 过程势必增大阐络的平均网格尺寸，即降低位错密度。最后在热涨落和外应力的影响下，一 些网线变得足够长而在接点断开。基于这种机制，Lag∞bocg提出下述蠕变模型唧 dP／dr=l／6￡·d却Ⅳdr一2^却20) (2) )目辜自靛科学基金礓目‘10772叫钔资助 l_3第一蠕变阶段 为把La印eb0曜模型推广到蠕变第一阶段，对(2)中的d吖出用著名的声蠕变率来代替。 在式(1)中用FrIede】Ⅲ提出的该阶段应变率￡=，剃厂≈3 exp(-u，／女r)代入(2)得 一—．J， 3‘∞ p～=、ibt+11|lx04{bt ●， 4 1．4稳态■变 在蠕变第二阶段．取ddm=B扩，其中B．一为材料常数。则有 lbL～t4、 dpt|m+DI吐声|I霄p亡=8dA 局部空位浓度为 ． (5) 根据张平等¨6】对二维结构空洞形核临界浓度的计算机模拟结果．有白=o．733。可得高 温台金形核的临界体位错密度及空洞形核的临界时间f，，