IN718 中共析出相的剪切机制

镍基高温合金 718 是航空航天工业和陆基涡轮中涡轮机件最常用的材料。尽管加工与所得性能之间的关系已为人所知，但要建立更具机理准确性的性能模型，仍需理解在其应用温度范围内被激活的具体变形机制。我们采用高角环形暗场扫描透射电子显微镜的直接原子尺度成像观测，并结合基于密度泛函理论计算的广义层错面所启发的相场建模，以理解在低温（环境温度和 $427 {\deg}C$）下经历 1% 宏观应变后 ${\gamma}''$ 与 ${\gamma}'/{\gamma}''$ 共析出相的剪切过程。实验上，在 ${\gamma}''$ 中观察到本征层错，而 ${\gamma}'$ 则表现出反相边界或超晶格本征层错。此外，共析出相中原子级平坦的 ${\gamma}'/{\gamma}''$ 界面在剪切后被发现出现偏移，这可用作变形事件的示踪。相场建模表明，由于 ${\gamma''}$ 相较低的晶体对称性，所发展的层错结构依赖于 $a/2 \langle110\rangle$ 基体位错（或位错组）的 Burgers 矢量方向。${\gamma}'$ 与 ${\gamma}''$ 相之间的相互作用导致共析出相独特的变形路径并提高了抗剪能力。与实验观测一致，模拟结果表明在低温变形 regime 中存在复杂的剪切机制，且非平行 Burgers 矢量的多个 $a/2 \langle110\rangle$ 位错可在同一滑移面上激活。