[发明专利]一种镍基高温合金多级析出相强度设计方法

权利要求书

1.一种镍基高温合金多级析出相强度设计方法，包括：

确定经典模型下由不同半径析出相所产生的临界剪切应力，其中包括临界尺寸r_c和r_w；

考虑析出相尺寸的随机分布，对于尺寸大于r_c的析出相，仍然会出现弱切割和强切割机制，对于给定尺寸大于r_c的析出相，有效的析出相强化机制是弱对位错机制、强对位错机制和Orowan机制的概率依赖性叠加；

确定单一尺寸析出相不同强化机制发生的概率及析出相强度；

确定析出相尺寸分布的函数；

确定多级析出相贡献的强度；

确定其他强化机制，如晶界强化、固溶强化、位错强化对强度的贡献及多级析出相增强的镍基高温合金总强度。

2.根据权利要求1确定经典模型下由不同析出相半径所产生的临界分剪切应力：

当析出相半径小于r_w时，弱切割中的临界分剪切应力为：

其中γ_APB为反相畴界能，b为Burgers矢量的大小，f为析出相体积分数，r为析出相半径，T＝Gb²/2为位错的线张力，G为剪切模量。

当析出相半径在r_w到r_c范围内时，强对耦合情况下的临界分剪切应力为：

当析出相的尺寸大于临界半径r_c时，Orowan机制情况下的临界剪切应力为：

。

3.根据权利要求1确定不同析出相强化机制发生的概率：

对于弱切割区域(rr_w)，只有弱对耦合机制，这种情况的概率是：

对于强切割区域(r_wrr_c)，只有强对耦合机制才能发挥作用，这种情况的概率是：

对于绕过区域(r_cr)，只存在绕过机制。同理，位错绕过析出相的概率是：

p₃＝1-p₁-p₂。

4.根据权利要求1确定概率依赖模型里的由不同析出相半径所产生的临界剪切应力：

因此，对于给定尺寸大于r_c的析出相，考虑到概率依赖型的析出相绕过机制，临界剪切应力可以表示为：

。

5.根据权利要求1确定析出相尺寸分布的函数：

。

6.根据权利要求1确定多级析出相贡献的强度：

7.根据权利要求1确定其他强化机制，如晶界强化、固溶强化、位错强化对强度的贡献及多级析出相增强的镍基高温合金总强度：

σ_y＝σ_GB+σ_ss+σ_pre+σ_dis

σ_GB＝k_yd^-1/2