γ'相(或Ni3Al)本身具有許多獨特的力學(xué)性能,人們在進(jìn)行了大量實(shí)驗研究后,發(fā)現如下重要特性:


(1) γ'相的強度存在反常溫度效應,在某一溫度范圍內,屈服應力隨溫度升高而增加。而高溫合金的屈服應力則在一定的溫度下保持不變,在此峰值溫度以上則急劇下降。


(2) 在峰值溫度以下,應變速率敏感性非常低,屈服應力幾乎不隨應變速率而變。在峰值溫度以上,應變速率敏感性劇烈增加。


(3) 具有拉壓不對稱(chēng)性和不遵守Schmid定律的現象,并且此現象強烈依賴(lài)于晶體取向。


  在大量觀(guān)察位錯特征和計算機模擬位錯芯結構的基礎上,人們提出許多模型解釋γ'相和高溫合金的各種力學(xué)特性,如交滑移(K-W)模型、交滑移釘扎(CSP)模型、位錯交互作用(TDJ)模型、鎖住脫鎖(CCLC)模型、修正的CSP模型等。尤其是Kear 和 Wilsdorf 指出,由于(111)面的反相疇界能高于(001)面,導致了八面體轉向六面體的交滑移,從而形成了不可動(dòng)的位錯鎖。CSP模型在此基礎上,設想位錯的某一段從(111)面交滑移到(001)面上形成釘扎點(diǎn),越易于形成釘扎點(diǎn)時(shí),則對運動(dòng)位錯的阻礙作用越大。


  單晶高溫合金的力學(xué)性能與相密切相關(guān)片其具有許多相似之處。Ebrahimi 等人利用此模型成功地解釋了[236] 取向PWA1472 單晶合金中分切應力低的滑移系優(yōu)先啟動(dòng)的現象。K-W模型雖能解釋反常溫度效應等許多力學(xué)特性,但卻難以解釋拉壓不對稱(chēng)性,Lall等人根據位錯芯寬度效應很好地說(shuō)明了高溫合金屈服強度的拉壓不對稱(chēng)性,Yalnaguchi等人則對Ni3Al {111}面滑移的拉壓不對稱(chēng)性給出了合理的解釋。


  但由于具有完全共格的兩相結構,也存在明顯差異。研究結果表明,單晶高溫合金根據拉伸變形行為和微觀(guān)特征不同均可分為三個(gè)溫度區間。低溫時(shí),屈服強度保持為常數且不隨應變速率而變,高溫時(shí),屈服強度隨溫度線(xiàn)性降低,并且在溫度不變時(shí),隨應變速率減小而降低。中溫范圍則為過(guò)渡區間。轉變溫度與應變速率有關(guān),如在PWA1480合金中,在低應變速率時(shí),強度從760℃開(kāi)始下降,在高應變速率時(shí),直到815℃才開(kāi)始降低。相應地,在低溫范圍內,位錯切割γ'相占主導地位,高溫時(shí),變形由位錯在γ'相間繞越過(guò)程控制,中溫范圍則表現為由切割向繞越轉變的特征。