高温合金被誉为现代工业皇冠上的明珠材料，其中镍基高温合金由于具有较高的高温强度以及优异的综合性能，因此在整个高温合金领域占有重要的地位。GH合金是一种铁含量较高的镍基高温合金，该合金主要以钼和铬元素进行固溶强化，在℃以下有中等的蠕变断裂强度，抗氧化性能良好，主要用于制备℃以下长期使用的航空发动机燃烧室部件和其他高温环境中服役的零部件。GH合金的热加工和热处理工艺、力学性能以及焊接性能已经取得了大量的研究成果。但是
对GH合金蠕变行为的报道并不多见，研究了℃下缺口对GH合金蠕变性能的影响；采用有限元的方法对GH合金带孔平板试样的蠕变行为进行了模拟分析。目前关于GH合金蠕变性能的研究已经取得了许多有意义的成果，但研究多集中在℃和℃这两个温度水平，并且关于稳态蠕变速率以及蠕变过程中显微组织演变的内容涉及较少。为此，笔者研究了GH合金在，，℃这３个温度下的蠕变行为、显微组织变化和断裂机理，并且采用参数法建立了GH合金蠕变断裂强度的外推公式。
1、试样制备与试验方法
1.1试样制备
试验材料为φ５０ｍｍ的GH合金热轧棒材，其主要化学成分（质量分数／％）为：0.09Ｃ，21.35Ｃｒ，0.66Ｗ，20.71Ｆｅ，0.43Ｍｎ，0.55Ｓｉ，0.Ｐ，0.19Ｃｕ，0.95Ｃｏ，8.24Ｍｏ，0.Ｏ，0.Ｎ和余量Ni。固溶处理工艺为：（±5）℃保温2ｈ后水冷。热处理后加工成蠕变试样，蠕变试样规格如图1所示，直径为5ｍｍ，原始参考长度为25ｍｍ。
1.2、试验方法
依照GB/T－2《金属材料单轴拉伸蠕变试验方法》，在RDL系列电子蠕变松弛试验机上进行蠕变试验。试验过程中使用双侧引申计测量蠕变变形量，取平均变形量，使用3根S型热电偶测量试验温度。试验温度为～℃，应力为45～MPa。
对蠕变断裂试样沿纵向进行切割取样，经镶嵌、磨抛和王水浸蚀后制成金相试样，使用LEICADMI型光学显微镜观察蠕变断裂试样以及蠕变试验前试样的显微组织。使用扫描电镜观察蠕变试样的断口形貌。
２试验结果及分析
２．１蠕变曲线
图2为GH合金在，，℃时不同应力水平下的蠕变曲线，相应的蠕变性能数据见表1。由图2和表1可知，在试验温度和试验应力水平下GH合金具有相对明显的蠕变第二阶段（稳态蠕变阶段）和蠕变第三阶段，蠕变第一阶段不明显。随着试验温度和试验应力的降低，蠕变第二阶段持续时间变长，蠕变曲线斜率变小（稳态蠕变速率变小），蠕变断裂时间变长。在℃和℃蠕变条件下，随着应力的增加，蠕变变形量增加。试验温度为℃、试验应力为MPa时蠕变时间最短，经过11.9ｈ即发生断裂，蠕变变形最大，其断后伸长率为63％，稳态蠕变速率为1.％·h－1，当试验应力降低到85MPa时，蠕变断裂时间延长到.5ｈ，稳态蠕变速率随应力的减小降低了近2个数量级，为0.％·h－1。当试验应力为85MPa、试验温度增加到℃时，稳态蠕变速率随温度的升高增加了近2个数量级，为1.％·h－1。
2.2、稳态蠕变速率与试验应力的关系稳态蠕变速率ε是高温材料蠕变性能的重要指标之一，它是试验温度和试验应力的函数。一定温度下，稳态蠕变速率与试验应力的关系通常表示为
2.4显微组织形貌
图５为固溶处理后GH合金的显微组织形貌，可见其基体组织为奥氏体，晶粒内部存在大量的孪晶，第二相颗粒沿轧制方向成链状分布。按照GB／T－《金属平均晶粒度测定法》评定晶粒度为3～5级。图6为GH合金蠕变断口附近的显微组织形貌，可见断口附近晶粒沿拉伸方向发生塑性变形，远离断口位置晶粒塑性变形不明显。蠕变过程中晶界和晶内出现大量细小的析出相。蠕变过程中在两相晶界、三叉晶界以及第二相颗粒处形成楔形（Ｗ型）裂纹以及洞形（Ｒ型）裂纹。
2.5蠕变损伤容许量
2.7蠕变断裂强度外推
工程设计中通常要求提供几千甚至几万小时的蠕变断裂强度，如此长时间的蠕变断裂强度很难通过试验直接获得，一般都是通过提高试验温度或者试验应力获得短时的蠕变断裂强度，再根据蠕变断裂强度与温度、应力的函数关系，外推出长时蠕变断裂强度。L－M参数法是较为常用的外推方法。L－M参数法通过建立蠕变断裂时间tr和温度Ｔ的参数Ｐ与应力σ的函数关系，利用该函数关系外推目标温度和断裂时间所对应的应力即蠕变断裂强度。时间温度参数的表达式为Ｔ（C＋1gtr），常用的应力函数表达式为
℃下蠕变断裂时间为ｈ时所对应的蠕变断裂强度为58MPa。需要注意的是，由于时间温度参数P与应力σ不是线性关系，所以外推较长断裂时间的蠕变断裂强度容易出现偏差，通常外推蠕变断裂的时间不应超过试验最长断裂时间的10倍。
３结论
（１）在,,℃时的不同试验应力水平下，GH合金稳态蠕变速率与应力的关系可以用幂律关系表示，相应的应力指数分别为6.4，6.4，6.9。根据应力指数判断GH合金在本研究的试验温度和试验应力下的蠕变机制主要是位错的滑移和攀移。稳态蠕变速率和蠕变断裂时间。
（２）蠕变试验过程中试样晶界和晶粒内部析出第二相粒子，在晶界以及第二相颗粒处形成R型和W型裂纹。根据蠕变损伤容许量以及蠕变断口的形貌分析可推断，上述试验条件下蠕变断裂过程发生微孔的聚集和长大，最终因为颈缩造成试样断裂。
（３）采用L-M参数法建立了蠕变断裂强度的外推公式，根据外推公式得到GH合金℃下蠕变断裂时间为ｈ所对应的蠕变断裂强度为58MPa。
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