退火態ZTi6Al4V鑄造鈦合金的斷裂韌度研究

黨 寧， 趙嘉琪， 南 海， 吳國清

(1.北京航空航天大學材料科學與工程學院，北京 100191;2.北京航空材料研究院，北京 100095）

退火態ZTi6Al4V鑄造鈦合金的斷裂韌度研究

黨 寧1， 趙嘉琪2， 南 海2， 吳國清1

(1.北京航空航天大學材料科學與工程學院，北京 100191;2.北京航空材料研究院，北京 100095）

將尖切口強度理論用于ZTi6Al4V鑄造鈦合金損傷容限性能的評價，探討了不同退火溫度對其三點彎曲斷裂韌度KQ的影響。結果表明:尖切口試樣測定的斷裂韌度KQ1不等同于標準試驗方法測定的KQ，但可用于鑄造鈦合金不同工藝間斷裂韌度的比較。退火溫度的改變可微調ZTi6Al4V鑄造鈦合金的強度和斷裂韌度，在700℃或820℃保溫2h退火處理，試樣的斷裂韌度較好，KQ值分別達到78.11 MPa·m1/2和79.44MPa·m1/2，屈服強度分別為 782.74MPa 和 771.49MPa，抗拉強度分別為 860.18MPa 和 853.0MPa，伸長率達 8.10% 和 7.46%，獲得了較好的強塑性匹配。

鑄造鈦合金;退火;斷裂韌度

鑄造ZTi6Al4V(ZTC4）鈦合金屬于Ti-Al-V系α+β型中強鈦合金。具有中等強度、塑性好，可進行熱處理強化，加工性能優異，并具有較好的焊接性，而且在中等溫度下具有較好的耐熱性和保持良好的強度［1，2］。近年來，隨著斷裂力學和損傷容限理論的發展，飛機零構件的設計準則由傳統的靜強度設計發展為損傷容限設計，相應的中強或高強損傷容限型鈦合金成為鈦合金研究領域的重點之一［3，4］，研究主要針對變形鈦合金的斷裂機理和顯微組織或工藝對斷裂韌度的影響［5，7］。隨著鈦合金鑄件澆注冶煉技術的提高以及鑄件使用環境的拓展，對鈦合金鑄件的損傷容限設計也提出了挑戰。……