損傷容限型TC4-DT鈦合金疲勞裂紋擴(kuò)展速率研究.pdf

1、針對(duì)我國(guó)××戰(zhàn)斗機(jī)的應(yīng)用背景及損傷容限型高性能材料設(shè)計(jì)發(fā)展的需求，西北有色金屬研究院和北京航空材料研究院研制出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型中強(qiáng)損傷容限型TC4-DT鈦合金。裂紋擴(kuò)展速率作為損傷容限設(shè)計(jì)一個(gè)重要指標(biāo)，以及表征材料損傷容限性能的重要方面，有必要對(duì)其開展較為深入的研究。本文重點(diǎn)研究了取樣方向、微觀組織、應(yīng)力比和試樣尺寸對(duì)da/dN的影響規(guī)律和作用機(jī)理。通過光學(xué)金相組織觀察、裂紋擴(kuò)展路徑分析、掃描斷口分析等方法，探討了合金的裂紋擴(kuò)展

2、機(jī)理。研究主要結(jié)果如下： (1)在低ΔK區(qū)，da/dN對(duì)組織比較敏感，T-L方向的da/dN比L-T方向快；隨著ΔK的增大，疲勞裂紋擴(kuò)展到Pairs區(qū)，對(duì)組織不敏感，兩個(gè)方向的da/dN趨于一致。在Pairs區(qū)，T-L方向、L-T方向及45°方向的裂紋擴(kuò)展速率非常接近，表明該區(qū)域取樣方向?qū)a/dN影響不大。 (2)在本實(shí)驗(yàn)給定條件下，細(xì)片層編織狀魏氏組織的da/dN＜粗片層平直狀魏氏組織的da/dN＜等軸或雙態(tài)組織的d

3、a/dN；細(xì)針編織狀魏氏組織的抗疲勞裂紋擴(kuò)展能力最好。 (3)在相同實(shí)驗(yàn)條件下，試樣厚度越大、應(yīng)力比越小，疲勞裂紋擴(kuò)展速率越低。 (4)裂紋在雙態(tài)組織中擴(kuò)展，既能以繞過又能以直接切過初生α相的方式擴(kuò)展。裂紋在片層組織中擴(kuò)展時(shí)，既能沿束域邊界或平行于α/β條向前擴(kuò)展，又能垂直或與α/β條成一定角度(45°，60°)切斷a、β相片層擴(kuò)展；預(yù)裂區(qū)和快速擴(kuò)展區(qū)主要是以微區(qū)解理斷裂為主，穩(wěn)態(tài)擴(kuò)展區(qū)主要是以疲勞條帶擴(kuò)展機(jī)制為主，同時(shí)