鎳基單晶高溫合金具有優(yōu)異的高溫組織穩(wěn)定性、抗蠕變性能、抗疲勞性能以及高溫抗腐蝕性能，可 用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片等重要熱端部件[1,2] 隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)推重比的不斷提高，對單晶高溫合金承溫能力的要求也隨之提高[3,4] 提高W、Mo、Re、Ta等難熔元素的含量，尤其是Re元素的含量可使鎳基單晶高溫合金的承溫能力提高 但是，添加Re元素會(huì)提高合金的枝晶偏析程度和拓?fù)涿芏严?TCP相)的析出傾向，使合金的組織穩(wěn)定性下降并提高合金的成本[5,6] 因此，為了保證合金具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能，尋找Re元素的替代元素已成為單晶高溫合金成分設(shè)計(jì)和應(yīng)用的重要方向 第二代單晶高溫合金具有較強(qiáng)的承溫能力和優(yōu)異的綜合性能，廣泛用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片 為了降低第二代單晶高溫合金的成本，對其進(jìn)行了深入的研究 Fleischmann等[7]研究發(fā)現(xiàn)，考慮元素在兩相的分配時(shí)可用4.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))W或2.2%的Mo代替1%Re的固溶強(qiáng)化作用 W、Ta和Re是單晶高溫合金強(qiáng)化效果最好的合金元素，而用W替代Re可在保證合金性能的同時(shí)降低成本[8~10] 航空發(fā)動(dòng)機(jī)在服役過程中，其渦輪葉片承受巨大的離心力，單晶葉片失效的主要形式是離心力造成的蠕變損傷 因此，高溫持久性能是檢驗(yàn)合金性能的一個(gè)重要指標(biāo)[11] 相關(guān)研究結(jié)果表明[12,13]，含Re單晶高溫合金在高溫蠕變初期的變形機(jī)制，是位錯(cuò)在基體中滑移；在穩(wěn)態(tài)蠕變階段，合金的變形機(jī)制是位錯(cuò)攀移越過筏形γ'相；而在蠕變第三階段時(shí)，大量a<101>超位錯(cuò)剪切筏形γ'相使筏形γ'相發(fā)生扭曲變形，微裂紋在γ/γ'兩相界面處萌生并擴(kuò)展成為合金的主要失效方式 在高溫蠕變過程中，在γ/γ'界面處形成界面位錯(cuò)網(wǎng) 致密的界面位錯(cuò)網(wǎng)進(jìn)一步阻礙位錯(cuò)剪切γ'相，使合金的蠕變抗力提高[14] 還有研究表明，高溫下的a<010>超位錯(cuò)也能降低合金的穩(wěn)態(tài)蠕變速率[15] 因此，需進(jìn)一步明確低Re鎳基單晶高溫合金在持久變形后期的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)以及主要強(qiáng)化機(jī)制 據(jù)此，本文在第二代單晶高溫合金成分的基礎(chǔ)上調(diào)整W元素和Re元素的成分，用更多的W元素替代Re元素，分別測試兩種“W替Re”型低成本第二代鎳基單晶高溫合金在982℃/248 MPa和1070℃/137 MPa條件下的持久性能，研究其高溫持久變形機(jī)制 1 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)用材料為兩種“W替Re”型低