TC4-DT鈦合金的室溫高周疲勞斷裂特點

姜 濤,張 兵,張仕朝,王新南

(1.中國航發北京航空材料研究院,北京 100095;2.航空工業失效分析中心,北京 100095;3.航空材料檢測與評價北京市重點實驗室,北京 100095;4.材料檢測與評價航空科技重點實驗室,北京 100095;5.中國航空發動機集團材料檢測與評價重點實驗室,北京 100095)

0 引 言

為了適應飛機損傷容限設計要求,國外已開發出了具有高斷裂韌度和低裂紋擴展速率的損傷容限型鈦合金,如Ti-6Al-4V超低間隙合金、Ti1023合金等,并針對工程服役時最為關心的材料疲勞特性、組織和工藝對疲勞性能的影響等方面開展了大量研究工作[1-3]。研究[4-5]發現,經β退火獲得的片層組織更有利于降低合金的疲勞裂紋擴展速率,具有更高的損傷容限性能。TC4-DT鈦合金是針對我國航空工業需求而自主開發的中強高損傷容限型鈦合金,經過準β熱處理后也具有優良的損傷容限特性。目前,關于TC4-DT鈦合金疲勞問題的基礎研究[6-10]主要集中于疲勞裂紋擴展的宏觀規律和微觀機理上,其中:宏觀規律主要研究疲勞裂紋擴展的控制參數以及影響裂紋擴展速率的因素;微觀機理則是討論在循環載荷下裂紋如何擴展,及其與顯微組織、結構和性能的相互關系。疲勞裂紋的形成包括微裂紋的形成、擴展和連接,而在交變應力作用下裂紋的萌生和穩態擴展一直是研究的重點[11-17]。除了上述研究方向外,疲勞試樣中還保留了其他有價值的信息,例如可從斷口特征的變化規律反推試驗狀態差異、壽命差異、組織差異等信息?！?br>