万文娟
,
韩波
,
韩伟
,
张继
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160050
采用旋转弯曲加载方式,评价了择优取向层片组织 Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr-0.2Zr(原子数分数,％)合金的室温高周疲劳性能,并采用扫描电镜对疲劳断口进行了观察和分析.结果显示,实验合金的应力-寿命(S-N)曲线呈现平直形态,符合Basquin方程；其条件疲劳极限为477 MPa,相当于其抗拉强度的83％.断口观察发现,疲劳试样以穿层片解理方式发生断裂.疲劳裂纹主要沿位于试样表面层、与外加应力成30°~90°的层片界面萌生,之后以穿层片方式发生扩展.在同一应力水平下,疲劳寿命随疲劳源尺寸增加而减少,疲劳源尺寸波动是导致疲劳寿命大幅分散的主要原因.
关键词:
TiAl
,
择优取向层片组织
,
S-N 曲线
,
疲劳
,
疲劳寿命
万文娟
,
韩波
,
韩伟
,
张继
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.4.010
对铸造Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr-0.2Zr(原子分数/％)合金层片组织进行了疲劳测试,获得了单一应力下的疲劳寿命数据,通过断口观察和数据统计处理,分析了疲劳寿命的分布特点及其控制因素.结果表明:实验合金的疲劳寿命具有显著波动,波动范围为103～ 106周;并集中分布在长、短两个寿命区间内.这一现象和导致疲劳试样失效的疲劳裂纹源的类型有关;其中,短寿命试样的疲劳裂纹起源于疏松孔洞,长寿命试样的疲劳裂纹源为弥合界面和软取向层片界面.建立了三种裂纹源对疲劳寿命的影响的两参数威布尔分布模型,可进行对应于某一失效概率的疲劳寿命预测.三种疲劳裂纹源中,疏松孔洞对疲劳寿命不利影响的程度最为严重.
关键词:
TiAl合金
,
疲劳寿命
,
铸造缺陷
,
威布尔分布
万文娟
,
韩伟
,
张继
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.23.002
综述了新型高温结构材料TiAl合金的高周疲劳行为基本特征,包括疲劳极限、疲劳强度和应力-寿命行为.分析TiAl合金高周疲劳S-N曲线特点发现,TiAl合金不具有疲劳极限,合金成分和组织形态是影响TiAl合金疲劳强度的关键因素.总结不同温度下的TiAl合金高周疲劳性能发现,当温度由韧-脆转变温度以下提高至该温度以上时,合金的高周疲劳寿命对循环应力变化的敏感性得到了明显改善.此外,还着重讨论了TiAl合金层片组织的疲劳寿命波动性问题,认为层片组织的随机取向是影响疲劳裂纹形核和小裂纹扩展过程的关键因素,从而导致合金高周疲劳寿命产生明显波动.根据该波动机理,探讨了增加TiAl合金高周疲劳寿命、降低其波动性的组织优化途径.
关键词:
TiAl
,
高周疲劳
,
S-N曲线
,
疲劳寿命波动
