基于弹簧振子的多模态复合压电能量采集器设计与性能研究

本文系统研究了新型Fe-Ni基高温合金（HT700R）在不同时效处理（680℃/850℃）下的微观组织演变与力学性能。研究发现双级时效（680℃+850℃）能促进γ′相密集析出并抑制针状析出物形成，通过Orowan环、位错弓出等机制显著提升合金强度；而逆向时效（850℃+680℃）会导致晶界M23C6碳化物和粗化针状析出物（>0.5μm）大量生成，引发位错塞积和应力集中，使延伸率降低41.4%。研究为优化A-USC（先进超超临界）条件下结构材料的热处理工艺提供了重要依据。

　　

亮点

• 双级时效（680℃+850℃）通过γ′相密集析出实现强度-塑性协同提升

• 逆向时效导致晶界针状析出物野蛮生长（轴向尺寸>0.5μm）

• 针状析出物通过阻碍晶界滑动引发灾难性断裂

微观组织演变

图2显示原始样品中分布着~5μm的大尺寸析出物和~0.8μm的晶界连续析出物。EDS分析证实大尺寸析出物为富Ti的TiC，而细小析出物为富Cr的M₂₃C₆。经固溶处理后，M₂₃C₆完全溶解，TiC尺寸缩减至2μm以下。

针状析出物形成机制

这些"性能杀手"的形成分为三个阶段：1）晶界γ′相粗化；2）吸收过量Ti发生取向旋转；3）沿特定方向定向生长。理论计算表明，680℃预时效可降低基体过饱和度，使后续850℃时效时γ′相更稳定，从而抑制针状析出物形核。

结论

1）680℃时效仅诱发少量γ′相析出，合金呈现高塑性低强度特征；

2）850℃时效促进二次TiC析出，但过量针状析出物导致晶界完整性恶化；

3）双级时效中γ′相通过Orowan机制（位错环/强耦合位错对）实现强化，而逆向时效使延伸率骤降41.4%。