余龙
,
宋西平
,
张敏
,
林均品
,
焦泽辉
,
于慧臣
稀有金属材料与工程
研究了近片层Ti-45Al-8Nb-0.2W-0.2B-0.1Y合金在750和800℃时短时蠕变行为,并进行了扫描电镜原位观察.结果表明:在750℃蠕变时,合金具有稳定的蠕变特征,随应力提高,稳态蠕变阶段变短,其蠕变应力指数为7.5;在800℃蠕变时,低应力下具有明显的稳态蠕变阶段,其蠕变应力指数为4.0,而高应力下几乎没有稳态蠕变,直接进入加速蠕变.SEM原位观察表明,其蠕变损伤过程是微裂纹的形成、长大及相互连接;随温度升高,裂纹扩展和连接速度变快.
关键词:
TiAl
,
蠕变
,
应力指数
,
原位观察
焦泽辉
,
宋西平
稀有金属材料与工程
利用放电等离子烧结技术制备了一种低成本车用钛合金( Ti-4.3Fe-7.1 Cr-3Al),研究烧结温度对其晶粒尺寸、孔隙率、显微组织、成分均匀性、相结构及力学性能的影响.结果表明,在1100和1300℃两种烧结温度下,其显微组织基本由针状α相和β基体相组成,其间分布着条状或颗粒状TiC.随着烧结温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,孔隙率逐渐减小,TiC析出密度逐渐增多,针状α相逐渐减少,并且由1100℃的不均匀分布逐渐转变为1300℃的均匀分布.电子探针分析表明,1100℃时成分均匀性差,出现了Cr和Al元素的偏析,而1300℃时基本无偏析.XRD分析和纳米力学探针测量显示,添加的合金元素使β相的晶格参数减小以及细小第二相析出,弹性模量增大.
关键词:
放电等离子烧结
,
温度
,
TFCA合金
,
弹性模量
焦泽辉
,
宋西平
,
张敏
,
于慧臣
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.09.016
利用原位观察的方法研究了全片层(Fully Lamellar,FL)组织与双态(Duplex,DP)组织高铌TiAl合金在750℃下的拉伸力学行为.结果表明:DP组织具有较好的抗拉强度和塑性,其抗拉强度为958MPa,断面收缩率为45.1％,FL组织抗拉强度较低且几乎没有塑性;随着拉伸应力的增加,DP组织合金试样表面存在一个大量裂纹萌生和扩展的过程,这些裂纹均匀分布在试样表面,主要以萌生为主,几乎难以扩展,而在FL组织中只能观察到少量的裂纹萌生现象;拉伸断裂后的DP组织合金的裂纹是由多个孔洞合并而成,呈蠕虫状且尺寸很小,FL组织中与拉伸方向垂直或呈一较大夹角的片层团界及片层界较易萌生裂纹,在临近断口区域,裂纹主要以穿层扩展为主.
关键词:
高铌TiAl合金
,
全片层组织
,
双态组织
,
原位拉伸
焦泽辉
,
于慧臣
,
苏勇君
,
孔凡涛
,
陈玉勇
机械工程材料
采用真空自耗电极电弧炉熔炼技术、均匀化热处理、热等静压处理以及包套锻造工艺制备了大尺寸双态组织(DP组织)Ti-43Al-9V-Y合金锻坯,切取适量锻坯在1 350℃保温8h后得到全片层组织(FL组织),在室温,700,750,800,900℃下对两种组织合金不同位置处的试样进行拉伸试验,并对断口形貌进行观察.结果表明:DP组织合金的均匀性较好,不同位置处的拉伸性能无明显差异;在室温～700℃范围内,随着温度的升高,合金的屈服强度略有下降,但仍保持在较高水平;在700～900℃范围内,随着温度的升高,合金的屈服强度迅速下降,700℃时,DP组织和FL组织合金的平均伸长率分别为8.3％和2.05％,当温度高于700℃以后,合金开始呈现出软化趋势,800℃的拉伸断口表面可见韧窝及明显的氧化膜.
关键词:
金属间化合物合金
,
双态组织
,
全片层组织
,
拉伸性能
于慧臣
,
董成利
,
焦泽辉
,
孔凡涛
,
陈玉勇
,
苏勇君
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00434
针对双态(duplex,DP)和全片层(fully lamellar,FL)不同组织形态的Ti-43Al-9V-Y金属间化合物合金,开展了高温蠕变(700℃)和高温低周疲劳(700和750℃)实验,研究其高温蠕变、疲劳变形行为和寿命预测方法.首先采用Omega法对2种组织形态TiAl合金的蠕变变形行为进行了数值模拟,并对其持久寿命进行了预测,然后在Walker应变的基础上提出了新的寿命模型,对2种组织形态TiAl合金的疲劳寿命进行了预测.研究结果表明:(1)2种组织形态TiAl合金的高温蠕变实验曲线仅包含稳态和加速蠕变阶段,而不包含初始蠕变阶段,且Omega法能够对2种组织形态TiAl合金的高温蠕变变形行为进行准确地表征；(2)相同温度和应力水平下,FL组织形态TiAl合金的持久寿命比DP组织形态TiAl合金的长,且Omega法预测的持久寿命与相应的实验寿命吻合得很好；(3)在相同温度和载荷条件下,DP组织形态TiAl合金的疲劳寿命比FL组织形态TiAl合金的长,且采用新提出的寿命模型能够对2种不同组织形态TiAl合金的疲劳寿命进行预测,预测的寿命全部位于实验寿命的±3倍分散带以内.
关键词:
双态
,
全片层
,
蠕变
,
低周疲劳
,
寿命预测
余龙
,
宋西平
,
张敏
,
李宏良
,
焦泽辉
,
于慧臣
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00346
利用SEM原位观察技术研究了近片层Ti-45Al-8Nb-0.2W-0.2B-0.1Y合金在750℃疲劳蠕变交互作用下的裂纹萌生及扩展行为,循环实验采用在最大拉应力保载的梯形波.结果表明,裂纹主要在片层团界面萌生,裂纹萌生方式包括蠕变空洞和疲劳微裂纹.片层团界面处的微裂纹先通过吞并蠕变空洞或在裂纹尖端应力集中作用下沿片层团界面进行扩展,然后相互连接长大;当裂纹扩展受到不同取向的片层团界面阻碍时,受阻的裂纹开始沿试样厚度方向扩展,且附近伴随出现垂直于载荷方向的微裂纹;最终受阻的裂纹相互连接直至合金断裂.将实验结果与该合金在相同条件下疲劳变形和蠕变变形的原位观察结果进行了比较.结合实验结果建立了高铌TiAl合金在疲劳蠕变交互作用下裂纹萌生及扩展示意模型.
关键词:
TiAl合金
,
疲劳蠕变交互作用
,
原位观察
,
裂纹萌生
,
裂纹扩展
焦泽辉
,
于慧臣
,
钟斌
,
李旭东
,
周静怡
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000113
利用常规疲劳试验方法获得TA11合金在不同温度,不同应力比下的3×107及1×108超高周疲劳极限,并采用三参数幂函数法获得合金超高周疲劳中值S-N曲线及其描述方程.研究发现:与传统1×107疲劳极限相比,TA11合金的超高周(3×107及1×108)疲劳强度表现出继续降低的趋势,这一趋势在负应力比(R=-1)下不太明显,在正应力比(R=0.1,0.5)下十分显著,并且室温下的降低幅度大于高温下的降低幅度;断口分析表明,室温下TA11合金试样的超高周疲劳裂纹均萌生于表面,高温下TA11合金试样的超高周疲劳裂纹萌生方式与应力比有关,R=-1和0.1时疲劳裂纹萌生于表面,R=0.5时疲劳裂纹萌生于内部;TA11合金试样的表面状态是导致其疲劳寿命分散的主要原因.
关键词:
TA11合金
,
应力比
,
S-N曲线
,
超高周疲劳
