先進(jìn)超超臨界機組用Inconel 617與C-HRA-2合金高溫低周疲勞性能試驗研究

周港寶， 卞 雙， 陳震宇， 陳正宗， 包漢生， 張乃強

(1． 華北電力大學(xué) 電站能量傳遞轉(zhuǎn)化與系統(tǒng)教育部重點實驗室， 北京 102206；2． 鋼鐵研究總院特殊鋼研究所， 北京 100081)

《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告2021》顯示，煤電裝機容量占總裝機容量的49%，其發(fā)電量占總發(fā)電量的61%。在未來一段時間里，我國以煤為燃料的火力發(fā)電仍將持續(xù)占據(jù)總發(fā)電量的主要份額，這些發(fā)電廠是CO2排放的主要來源。當(dāng)前我國電力行業(yè)正面臨著能源結(jié)構(gòu)綠色低碳轉(zhuǎn)型，發(fā)展更加清潔、高效的燃煤火力發(fā)電技術(shù)，對實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)影響重大。目前，600 ℃超超臨界機組的最高效率為47%；而歐洲、美國、日本和中國等正在建設(shè)溫度為700～760 ℃、壓力為27.6～34.5 MPa的先進(jìn)超超臨界(A-USC)燃煤電廠，其效率能提高到50%左右，有效地減少了CO2、SOx和NOx排放[1-2]。發(fā)展A-USC燃煤電廠需要通過合理選擇機組材料和潔凈煤技術(shù)來提高蒸汽溫度和壓力。傳統(tǒng)超(超)臨界機組高溫部件的鐵素體/馬氏體和奧氏體鋼在蠕變斷裂性能、抗氧化性能和耐高溫腐蝕性能等方面不能滿足A-USC機組高溫部件的運行條件，而鎳基合金在以上各方面表現(xiàn)良好，為確保A-USC機組的安全運行，鎳基合金成為其高溫部件的必然選擇。

A-USC技術(shù)發(fā)展的難點在于耐熱材料的研發(fā)及其關(guān)鍵部件的制造。在鎳基合金材料中，Inconel 617合金具有良好的力學(xué)性能以及高溫抗氧化和抗應(yīng)力腐蝕開裂性能[3-5]，基體中的Al、Ti元素會促進(jìn)γ′-Ni3(Al, Ti)析出強化相的形成，對提高蠕變疲勞強度起著關(guān)鍵作用。Inconel 617合金已被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機和工業(yè)燃?xì)廨啓C的渦輪葉片等高溫部件，是第四代核反應(yīng)堆系統(tǒng)組件的候選材料之一，德國VDM公司將Inconel 617合金作為歐洲AD700項目A-USC機組關(guān)鍵部件的候選材料。我國也進(jìn)行了A-USC機組材料的研究，開發(fā)出針對A-USC機組的鍋爐管候選材料C-HRA-3鎳基耐熱合金，并在此基礎(chǔ)上對其成分和冶煉工藝進(jìn)行優(yōu)化，自主研發(fā)得到純固溶強化型鎳基耐熱合金C-HRA-2[6-7]。C-HRA-2合金具有高強度指標(biāo)、良好的抗煙氣側(cè)腐蝕和抗蒸汽側(cè)氧化性能、良好的焊接性能和加工成形特性，特別是無需焊后熱處理[7]。

隨著可再生能源發(fā)展并優(yōu)先接入電網(wǎng)，燃煤發(fā)電機組將逐漸由基本負(fù)荷運行轉(zhuǎn)向隨負(fù)荷運行，其靈活性運行模式需要特別考慮[8]。A-USC機組在靈活性運行時會產(chǎn)生交變載荷沖擊，導(dǎo)致部件內(nèi)組織不穩(wěn)定的區(qū)域產(chǎn)生局部永久性疲勞累積損傷，進(jìn)而造成疲勞破壞[9]。低周疲勞(LCF)是A-USC機組部件的主要破壞行為之一，指的是在高循環(huán)應(yīng)力、低循環(huán)周次下反復(fù)作用發(fā)生損傷和斷裂。高溫LCF是影響機械結(jié)構(gòu)運行可靠性的關(guān)鍵問題，對部件使用壽命的評估有重要影響。國內(nèi)外許多學(xué)者從環(huán)境、應(yīng)變速率和熱處理工藝等方面對鎳基合金的疲勞性能展開了研究。Khan等[5]在除氧超臨界水環(huán)境中進(jìn)行了Inconel 617合金的疲勞試驗，發(fā)現(xiàn)其疲勞裂紋擴展速率隨溫度和最大應(yīng)力強度因子的提高而增大。Wright等[10]研究了Inconel 617合金的應(yīng)變速率對疲勞循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變行為的影響，發(fā)現(xiàn)疲勞壽命隨總應(yīng)變范圍的增加而降低，在950 ℃下表現(xiàn)為溶質(zhì)拖曳蠕變機制，沒有明顯的循環(huán)硬化或軟化現(xiàn)象，應(yīng)變速率對測試應(yīng)變范圍的循環(huán)破壞幾乎沒有影響。Maier等[11]研究了Inconel 617B合金在固溶退火(1 175 ℃/1 h/水)、穩(wěn)態(tài)(1 175 ℃/1 h/水+950 ℃/3 h/空氣)和長期時效(1 175 ℃/1 h/水+950 ℃/3 h/空氣+700 ℃/1 a/空氣)3種不同熱處理條件下的LCF性能，發(fā)現(xiàn)LCF壽命幾乎與熱處理無關(guān)，穩(wěn)態(tài)熱處理降低了沿晶裂紋萌生的敏感性，不同熱處理條件下觀察到的循環(huán)硬化差異是由細(xì)碳化物的析出導(dǎo)致的。董陳等[12-13]對C-HRA-2合金的成分優(yōu)化、熱變形行為、長時組織穩(wěn)定性和持久強度性能等開展系列研究，發(fā)現(xiàn)在675 ℃下時效500 h后晶粒內(nèi)部形成長針狀的M23C6碳化物，該合金的組織、強度、硬度和韌性均趨于穩(wěn)定。

目前，Inconel 617合金疲勞性能的研究中溫度主要在850 ℃以上，針對A-USC機組700 ℃左右的疲勞行為尚未有系統(tǒng)研究，并且關(guān)于新材料C-HRA-2合金的疲勞性能研究也較少，其失效機制還未完全了解。為此，筆者開展了700 ℃鎳基合金Inconel 617和C-HRA-2的高溫LCF性能研究，并比較了Manson-Coffin模型和能量法對疲勞壽命的預(yù)測結(jié)果，以期能為這兩種合金的抗疲勞設(shè)計提供數(shù)據(jù)參考。

1 試驗材料及方法

鎳基合金Inconel 617和C-HRA-2的化學(xué)成分如表1所示。Inconel 617合金是一種商用級Ni-Cr-Co-Mo型高溫固溶強化型合金，其中Ni、Cr使該合金能夠抵抗多種還原和氧化介質(zhì)，Co、Mo具有固溶強化作用，Al、Cr使合金在高溫下具有較高的抗氧化性能。C-HRA-2合金在C-HRA-3合金的基礎(chǔ)上精控Mo固溶強化極限，采用Mo-W復(fù)合固溶強化和B-Zr復(fù)合強化晶界，精控B含量并控制Nb的上限含量，去除了γ′相形成元素Al、Ti，并采用超純冶煉工藝控制S、P和雜質(zhì)元素在極低水平。試驗用Inconel 617和C-HRA-2合金均經(jīng)過固溶退火處理，基體組織為奧氏體等軸晶，其中Inconel 617合金顯微組織中有大量孿晶，此外2種合金晶內(nèi)存在富Cr、Mo碳化物析出顆粒，其晶粒度分別為3.5級和4.5級。2種合金在室溫(RT)和700 ℃下的力學(xué)性能見表2。試驗采用等截面圓棒試樣，試樣加工尺寸如圖1所示。LCF試驗設(shè)備為MTS Landmark電液伺服疲勞試驗機，在高溫700 ℃空氣環(huán)境中，采用三段式加熱爐進(jìn)行加熱，通過布置在加熱爐上、下和試樣中間段3個位置的熱電偶對溫度進(jìn)行控制，能保證試驗溫度波動不超過±1 K。試驗采用軸向應(yīng)變控制模式，應(yīng)變幅εa為0.25%～0.75%，應(yīng)變速率為5×10-3s-1，試驗波形為完全對稱三角波。疲勞壽命Nf為峰值拉、壓應(yīng)力比曲線中穩(wěn)定階段的延長線降低20%后，與該曲線交點所對應(yīng)的循環(huán)周次。

表1 材料的化學(xué)成分

表2 RT/700 ℃溫度下材料的力學(xué)性能

圖1 疲勞試樣加工尺寸

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)

循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)可以描述為材料在循環(huán)載荷下抵抗變形的過程，反映應(yīng)力幅隨循環(huán)周次的變化規(guī)律。圖2給出了2種合金的循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)曲線。由圖2(a)可知，應(yīng)變幅為0.35%～0.75%時，在循環(huán)加載初期Inconel 617合金的應(yīng)力幅隨著循環(huán)周次的增加而逐漸增加，表現(xiàn)為循環(huán)硬化特征；隨著循環(huán)周次的持續(xù)增加，應(yīng)力幅達(dá)到飽和后保持不變，表現(xiàn)為循環(huán)穩(wěn)定特性；由于裂紋的萌生及擴展，應(yīng)力幅開始緩慢下降，隨后由于裂紋失穩(wěn)擴展，材料承載能力降低，應(yīng)力幅快速下降，當(dāng)試樣無法承受當(dāng)前應(yīng)力時則發(fā)生斷裂。應(yīng)變幅為0.25%時，在循環(huán)加載初期，與其他應(yīng)變幅相比循環(huán)硬化現(xiàn)象不明顯。由圖2(b)可知，C-HRA-2合金在應(yīng)變幅為0.25%～0.75%時表現(xiàn)出明顯的循環(huán)硬化現(xiàn)象。

由圖2還可知，隨著應(yīng)變幅的增加，2種合金的峰值應(yīng)力幅增加，疲勞壽命降低；C-HRA-2合金的初始應(yīng)力幅明顯小于Inconel 617合金，但C-HRA-2合金經(jīng)過持續(xù)的循環(huán)硬化后峰值應(yīng)力幅與Inconel 617合金相近；相同應(yīng)變幅下，2種合金的循環(huán)硬化現(xiàn)象差別較大。為了定量比較不同應(yīng)變幅下循環(huán)硬化現(xiàn)象的相對強度，定義循環(huán)硬化程度如下：

(a) Inconel 617合金

(1)

圖3給出了不同應(yīng)變幅下循環(huán)硬化程度隨疲勞壽命分?jǐn)?shù)的演化曲線。由圖3可知，C-HRA-2合金的循環(huán)硬化程度大于Inconel 617合金；除應(yīng)變幅為0.25%以外，C-HRA-2合金在其他應(yīng)變幅下均無明顯循環(huán)穩(wěn)定現(xiàn)象，在失效斷裂前持續(xù)發(fā)生循環(huán)硬化；Inconel 617合金在不同應(yīng)變幅下疲勞壽命分?jǐn)?shù)前20%內(nèi)循環(huán)硬化結(jié)束，隨后保持循環(huán)穩(wěn)定。由于C-HRA-2合金無明顯循環(huán)穩(wěn)定現(xiàn)象，以下取半壽命下的參數(shù)進(jìn)行研究。

圖3 循環(huán)硬化程度隨疲勞壽命分?jǐn)?shù)的演化

循環(huán)硬化現(xiàn)象的產(chǎn)生是因為材料的初始位錯密度較低，隨著應(yīng)變幅的增加，材料中的位錯密度逐漸增加，晶界處會析出不規(guī)則的M23C6碳化物，此外在Inconel 617合金晶粒內(nèi)部會析出球狀γ′相和棒狀碳化物M23C6，這些析出相對位錯的釘扎導(dǎo)致位錯運動阻力增大，即宏觀上表現(xiàn)出循環(huán)硬化現(xiàn)象。而循環(huán)穩(wěn)定現(xiàn)象是由于材料中位錯的生成與湮沒處于動態(tài)平衡狀態(tài)，位錯密度近似保持不變，對應(yīng)的應(yīng)力幅達(dá)到飽和[14-15]。循環(huán)硬化可以提高材料強度和動態(tài)承載力，防止材料因強度過低而導(dǎo)致過早失效破壞，經(jīng)過循環(huán)加載后，2種合金的峰值應(yīng)力幅相近，即兩者的強度相近。

2.2 循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變特性

遲滯回線反映了某個循環(huán)周期內(nèi)材料應(yīng)力隨應(yīng)變變化的關(guān)系曲線,通常取半壽命下的遲滯回線為穩(wěn)定遲滯回線(以下簡稱遲滯回線)來進(jìn)行研究。通過連接不同應(yīng)變幅半壽命下遲滯回線的頂點，可以得到循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變(CSS)曲線。由于塑性應(yīng)變對材料LCF壽命具有重要影響，根據(jù)Ramberg-Osgood模型，循環(huán)應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系可以描述為：

(2)

式中：Δεt/2為應(yīng)變幅，即為εa；Δσ/2為循環(huán)應(yīng)力幅；Δσ為應(yīng)力范圍；Δεp/2為塑性應(yīng)變幅；Δεp為塑性應(yīng)變范圍；K′為循環(huán)強度系數(shù)；n′為循環(huán)硬化指數(shù)；E為彈性模量。

2種合金的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖4所示。由圖4可知，2條曲線呈現(xiàn)單斜率線性關(guān)系，斜率為n′，n′越大表明材料變形越困難，相同變形下需要的應(yīng)力越大，Inconel 617合金的n′大于C-HRA-2合金，即Inconel 617合金抵抗變形的能力高于C-HRA-2合金。

圖4 循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線

2.3 non-Masing特性

材料的遲滯回線表現(xiàn)出來的Masing或non-Masing行為是表征材料循環(huán)變形的重要因素。當(dāng)任何一個遲滯回線上分支在幾何上相似時，均可用2倍CSS曲線描述，或者通過移動不同應(yīng)變幅遲滯回線最低點至共同原點，若遲滯回線上分支均重合，則表現(xiàn)為Masing行為；否則為non-Masing行為[16]。對于表現(xiàn)出Masing行為的材料，在任何應(yīng)變幅下，遲滯回線彈性部分保持不變[17]；在循環(huán)塑性變形過程中不會發(fā)生局部屈服變化，材料作為一個整體均勻變形，所以遲滯回線上分支會重合[18]。材料的non-Masing行為與局部變形有關(guān)，歸因于位錯組態(tài)的改變或交叉滑移導(dǎo)致的局部變形[19]。

2種合金的Masing與non-Masing行為判定如圖5所示。由圖5可知，2種合金均表現(xiàn)出non-Masing行為。Inconel 617合金在應(yīng)變幅為0.25%～0.50%時，遲滯回線上分支幾乎遵循共同的加載曲線；但當(dāng)應(yīng)變幅大于0.50%時，偏離2倍CSS曲線的程度逐漸變大，non-Masing行為逐漸明顯。C-HRA-2合金在應(yīng)變幅為0.75%時，遲滯回線上分支明顯偏離2倍CSS曲線；而在應(yīng)變幅為0.25%～0.50%時，遲滯回線上分支重合，可以采用near-Masing行為[20]進(jìn)行表征。材料的Masing與non-Masing行為受微觀組織和試驗條件的影響，特別是受應(yīng)變幅的影響[14]。

(a) Inconel 617合金

對于表現(xiàn)出non-Masing行為的材料，可以通過平移遲滯回線的彈性部分來匹配不同應(yīng)變幅下遲滯回線的上分支來獲得主曲線[16]，如圖6所示。以應(yīng)變幅為0.25%的遲滯回線最低點為原點建立新坐標(biāo)系，主曲線方程可以描述為：

(3)

式中：Δε*、Δσ*、n*和K*分別為新坐標(biāo)系下應(yīng)變范圍、應(yīng)力范圍、循環(huán)硬化指數(shù)和循環(huán)強度系數(shù)。

表3 循環(huán)特性參數(shù)

(a) Inconel 617合金

2.4 疲勞壽命預(yù)測

2.4.1 Mason-Coffin模型

采用應(yīng)變控制的LCF試驗，可以通過應(yīng)變-壽命關(guān)系來評估材料的性能。根據(jù)Mason-Coffin模型，總應(yīng)變與疲勞壽命的關(guān)系可以描述為：

(4)

圖7給出了2種合金在雙對數(shù)坐標(biāo)系下的應(yīng)變-壽命關(guān)系曲線。通過線性擬合求出的疲勞參數(shù)見表4。由圖7可知，2種合金的疲勞壽命隨著應(yīng)變幅的增加而降低；在不同應(yīng)變幅下Inconel 617合金的LCF壽命略高于C-HRA-2合金。2種合金的Δεe/2-2Nf和Δεp/2-2Nf曲線呈線性關(guān)系，彈性應(yīng)變-壽命關(guān)系曲線基本重合，塑性應(yīng)變-壽命關(guān)系曲線差別較大。圖7中彈性應(yīng)變-壽命曲線與塑性應(yīng)變-壽命曲線的交點所對應(yīng)的壽命為2倍過渡疲勞壽命Nt，是材料疲勞性能的關(guān)鍵指標(biāo)和抗疲勞設(shè)計的重要依據(jù)。在抗疲勞設(shè)計時，若設(shè)計疲勞壽命小于Nt，應(yīng)主要考慮材料的延性性能對疲勞壽命的影響；若設(shè)計疲勞壽命大于Nt，應(yīng)主要考慮材料的斷裂強度對疲勞壽命的影響。

圖7 2種合金的應(yīng)變-壽命關(guān)系曲線

表4 疲勞參數(shù)

2.4.2 能量法

由于LCF損傷通常與循環(huán)塑性變形及其累積有關(guān)，因此能量法在材料疲勞壽命預(yù)測中起著重要作用。遲滯回線反映材料在一個循環(huán)周期內(nèi)的力學(xué)性能和能量耗散。材料的疲勞損傷過程實質(zhì)上是不可逆的塑性變形的累積過程，可以用遲滯回線的面積來表征其塑性應(yīng)變能[21]。對于表現(xiàn)出Masing行為的材料，不同應(yīng)變幅半壽命下塑性應(yīng)變能[16]ΔWp,Masing可以描述為：

(5)

對于表現(xiàn)出non-Masing行為的材料，由于受到局部變形的影響，其吸收的能量與表現(xiàn)出Masing行為的材料不同，其塑性應(yīng)變能[16]ΔWp,non-Masing可以描述為：

(6)

為了判斷以上2種方法計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用積分的方法計算半壽命下遲滯回線所包圍的面積，即實測塑性應(yīng)變能ΔWp,實測。圖8給出了不同計算方法得出的2種合金塑性應(yīng)變能的變化趨勢。由圖8可知，Inconel 617合金的ΔWp，Masing與實測值有明顯偏差，且隨著應(yīng)變幅的增加偏差逐漸變大；ΔWp，non-Masing與實測值幾乎相等，能近似表征實際的塑性應(yīng)變能。通過比較發(fā)現(xiàn)3種方法得出的C-HRA-2合金塑性應(yīng)變能的結(jié)果相近，這表明該合金具有接近Masing行為的特性。由此可知，式(6)能較好地定量表征這2種合金的塑性應(yīng)變能，以下的塑性應(yīng)變能均采用式(6)計算。在中、低應(yīng)變幅下2種合金的ΔWp，non-Masing幾乎相等，在高應(yīng)變幅下Inconel 617合金的ΔWp，non-Masing明顯大于C-HRA-2合金，表明不同應(yīng)變幅下2種合金的微觀組織變形存在差異。

圖8 不同應(yīng)變幅下塑性應(yīng)變能的變化

塑性應(yīng)變能-壽命關(guān)系可以描述為：

(7)

式中：ΔWp為塑性應(yīng)變能；κp和αp為表征材料性能的常數(shù)。

圖9給出了基于non-Masing行為得出的2種合金的塑性應(yīng)變能-壽命關(guān)系曲線。由圖9可知，2種合金的塑性應(yīng)變能與疲勞壽命在雙對數(shù)坐標(biāo)下均有良好的線性相關(guān)性。

圖9 塑性應(yīng)變能-壽命關(guān)系曲線

2.4.3 壽命預(yù)測比較

圖10比較了Manson-Coffin模型和基于non-Masing行為的塑性應(yīng)變能-壽命方程對2種合金的疲勞壽命預(yù)測結(jié)果。由圖10可知，2種方法的預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果均有較好的一致性。循環(huán)塑性變形與位錯運動有關(guān)，由于微塑性變形的不可逆，在每一個加載循環(huán)中都存在著應(yīng)變能的耗散。將疲勞壽命與載荷循環(huán)中的塑性應(yīng)變能聯(lián)系起來，可以統(tǒng)一微觀和宏觀試驗數(shù)據(jù)。

圖10 疲勞壽命預(yù)測結(jié)果比較

2.5 疲勞斷口形貌

圖11給出了2種合金宏觀疲勞斷口形貌，疲勞斷口大致可以分為3個區(qū)域：疲勞源區(qū)、疲勞裂紋擴展區(qū)和瞬斷區(qū)。從宏觀上看，斷口有明顯的顏色區(qū)分，疲勞裂紋擴展區(qū)為深色，瞬斷區(qū)為淺色；低應(yīng)變幅下(εa=0.25%)能看見明顯的單個疲勞源，但是在中、高應(yīng)變幅下(εa=0.50%、εa=0.75%)疲勞源不明顯。圖12給出了2種合金疲勞源區(qū)微觀形貌。從圖12可以觀察到2種合金的裂紋在試樣自由表面夾雜物處或缺陷處附近萌生，疲勞源呈現(xiàn)典型的穿晶斷裂特征，隨后向內(nèi)部擴展。隨著應(yīng)變幅的增加，疲勞源增多，由低應(yīng)變幅下的單疲勞源呈輻射狀向周圍擴展轉(zhuǎn)變?yōu)橹?、高?yīng)變幅下的多疲勞源，同時疲勞裂紋擴展，導(dǎo)致疲勞裂紋擴展區(qū)由相對平滑而變得粗糙甚至出現(xiàn)階梯。

(a) Inconel 617合金, εa=0.75%

(a) Inconel 617合金, εa=0.75%

圖13給出了疲勞裂紋擴展區(qū)向瞬斷區(qū)發(fā)展的過渡區(qū)形貌。從圖13可以看出，瞬斷區(qū)由許多相互連接的凹坑組成，是疲勞裂紋擴展到臨界尺寸后失穩(wěn)擴展造成的，稱為韌窩，呈現(xiàn)典型的韌性斷裂特征。與高應(yīng)變幅下的韌窩相比，低應(yīng)變幅下的韌窩相對更小更密集。在2種合金的疲勞裂紋擴展區(qū)均可觀察到疲勞輝紋，低應(yīng)變幅下疲勞輝紋在疲勞裂紋擴展區(qū)清晰可見，見圖13(a)和圖13(b)；隨著應(yīng)變幅的增加，疲勞輝紋間距變大，在疲勞輝紋之間出現(xiàn)微裂紋，微裂紋的產(chǎn)生會加速疲勞裂紋的擴展，C-HRA-2合金的疲勞輝紋間出現(xiàn)了許多微裂紋；高應(yīng)變幅下Inconel 617合金的疲勞輝紋變得不清晰，見圖13(c)。此外，在不同應(yīng)變幅下的Inconel 617合金上觀察到解離臺階和河流花樣等穿晶擴展特征形貌；而在高應(yīng)變幅下的C-HRA-2合金上明顯觀察到部分區(qū)域為冰糖塊狀形貌，表現(xiàn)為穿晶和沿晶混合斷裂特征，隨著應(yīng)變幅的下降，沿晶擴展區(qū)域面積減小。沿晶擴展可能是導(dǎo)致2種合金塑性應(yīng)變能不同的原因，由于沿晶擴展的影響，C-HRA-2合金的疲勞壽命略低于Inconel 617合金。

(a) Inconel 617合金, εa=0.25%

3 結(jié) 論

(1) 循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)受應(yīng)變幅影響，Inconel 617和C-HRA-2合金在不同應(yīng)變幅下均表現(xiàn)出循環(huán)硬化現(xiàn)象；C-HRA-2合金的循環(huán)硬化程度高于Inconel 617合金，但材料循環(huán)硬化后的峰值應(yīng)力幅相近。

(2) 2種合金均表現(xiàn)出non-Masing行為，基于non-Masing行為計算得出的塑性應(yīng)變能與實測值幾乎相等。采用Manson-Coffin模型和塑性應(yīng)變能-壽命方程對疲勞壽命預(yù)測有較好的準(zhǔn)確性。

(3) 不同應(yīng)變幅下2種合金的疲勞源萌生于試樣表面，Inconel 617合金的疲勞裂紋以穿晶方式擴展，C-HRA-2合金以穿晶和沿晶混合的方式擴展并且隨著應(yīng)變幅的下降，沿晶擴展區(qū)域面積減小。