應變速率對TC17 和TC4 鈦合金鍛件力學性能的影響

陳鈺浩, 閔小華*, 張海洋, 戴進財, 周軼群

（1.大連理工大學 材料科學與工程學院，遼寧 大連 116024；2.中國航發(fā)沈陽發(fā)動機研究所 遼寧省航空發(fā)動機沖擊動力學重點實驗室，沈陽 110042；3.西北工業(yè)大學 民航學院，西安 710072）

航空制造產(chǎn)業(yè)是高度綜合的戰(zhàn)略性高新技術產(chǎn)業(yè)，是國家工業(yè)實力的重要體現(xiàn)之一。為了滿足航空發(fā)動機設計和制造過程中高可靠性和大推重比的要求，航空發(fā)動機的結(jié)構(gòu)設計已經(jīng)向整體化方向發(fā)展，尤其是整體葉盤、葉環(huán)等已形成發(fā)展趨勢。整體葉盤是將發(fā)動機轉(zhuǎn)子的葉片和葉盤設計成一體，放棄使用傳統(tǒng)的榫頭和榫槽裝置進行連接，從而減少零件數(shù)量和減輕發(fā)動機質(zhì)量，顯著提高發(fā)動機工作效率、工作壽命以及安全可靠性[1-2]。整體葉盤需要在高溫、高壓、高負荷的復雜環(huán)境中服役[3]，這決定了其對于制造材料的選擇具有很高的要求，亟需耐高溫、抗氧化和阻燃等優(yōu)良性能的材料。鈦合金具有密度低、比強度高、耐腐蝕性能好等優(yōu)點，可在室溫和中高溫環(huán)境中服役，目前被廣泛地應用于航空發(fā)動機整體葉盤的研發(fā)和制造領域[4-6]。

航空發(fā)動機工作時，整體葉盤各部位所承受的溫度和應力區(qū)別較大。為了實現(xiàn)整體葉盤不同部位力學性能的最優(yōu)配置，鈦合金整體葉盤的“雙性能”設計思路被提出，即通過鍛造、焊接等方法使葉片和葉盤部位獲得不同且特定的顯微組織[7-9]。葉片處需要承受高溫流動氣體和高頻振動應力，且有受到外物損傷的可能性，因此要求葉片具有高強度和塑性、高周疲勞性能以及抗外物沖擊能力，一般采用強度高和塑性好的雙態(tài)組織材料[10-12]；……