正如大直径不锈钢管开裂的起始部位的脆性相和铸造松孔被认为是缺陷一样，在晶间失效的条件下，晶界也应当是这样。在大多数情况下，晶间疲劳开裂在垂直于应力轴的晶界上起始。采用定向结晶能大大地改进镍基高温合金的蠕变、持久、热冲击和高温疲劳性能，对于一些晶间失效的其他材料也应当具有同样改进的可能性。定向结晶可以得到晶界平行于主应力方向的柱状晶铸件，也可以得到无晶界的单晶体。出柱状晶和单晶体的Mar-M200的疲劳寿命，在1700°F(927℃)下其寿命比常用的铸造材料高100倍左右。在这些温度下，裂纹在多晶材料的横向品界上起始，并迅速地沿着整个晶间通道扩展到失效。在柱

状晶和单晶体材料中，大部分的寿命是消耗在较困难的穿晶扩展中。单晶体在1400°F(760℃)下比其它变形多晶体的材料的疲劳寿命长，尽管大直径不锈钢管不如Mar-M200在1400°F(760℃)或在1700°F (9270C)下的改进那样大。这些差别可以由多晶的观察加以解释，在1400°F(760℃)下大多数的裂纹扩展是较慢的穿晶方式；而在多晶的Mar-M200中大多数的扩展是晶间的。

新表面性能的置换在许多高温应用中，大直径不锈钢管必须加以防护以抵抗燃气涡轮的环境影响。由于大多数疲劳开裂是在外表面起始，采用与基体不同的物理性能和机械性能的表面防护层，对于防护层基体的组合体的疲劳行为具有显著的影响。重要的是，应当认识到，防护层应当服务于两个目的：(1)防护基体不受涡轮燃气环境的影响；(2)防止疲劳裂纹的起始。因此应当选择一种适用的防护层和防护层的热处理，以提高零件的有效寿命。

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