TC18鈦合金疲勞開裂損傷行為的研究.pdf

1、作為一種（α+β）型的雙相鈦合金，TC18因具有高的比強度、良好的耐腐蝕性、低的密度，特別是可達250 mm的高淬透性等優(yōu)點，而被廣泛應用于制造飛機機身和起落架上的大型承力結(jié)構(gòu)件。由于飛機上的這些鈦合金承載結(jié)構(gòu)件均在循環(huán)載荷下服役，因此，深入研究TC18合金的疲勞損傷行為及其疲勞開裂機理對于合金的安全評價與可靠性設計具有重要的意義。
　　本研究通過不同熱處理條件制備出具有四種典型組織結(jié)構(gòu)的TC18合金:雙態(tài)組織、網(wǎng)籃組織、等軸(α

2、+β)相組織和等軸β相組織。分別采用60μm厚薄箔的彎曲疲勞實驗和三點彎曲疲勞裂紋擴展實驗，系統(tǒng)地研究了微觀組織對TC18鈦合金疲勞抗力的影響和網(wǎng)籃組織鈦合金中疲勞開裂行為及微觀機理。結(jié)合掃描電鏡下的電子背散射衍射(EBSD)表征技術，從晶體學角度深入分析了疲勞裂紋在單一束集中穿越α/β相界面，在多個束集中穿過α相集束界面和初始β晶粒界面時的擴展規(guī)律。
　　厚度方向僅含有單一組織結(jié)構(gòu)單元的薄箔樣品彎曲疲勞實驗表明:網(wǎng)籃組織和雙態(tài)組

3、織的抗疲勞損傷性能最好，而等軸（α+β）相組織和等軸亞穩(wěn)β相組織的抗疲勞損傷能力較差;裂紋萌生壽命主導了鈦合金的疲勞總壽命。
　　三點彎曲疲勞裂紋擴展實驗結(jié)果表明:疲勞裂紋在一個集束內(nèi)部會以交替穿越α/β相界和平行于α/β相界的“Z”字型路徑向前擴展;其中，裂紋穿越α/β相界時會沿著α相的基面(0001)α或者錐面((1)101)α擴展，而裂紋平行于相界面擴展時則沿著α相的柱面(1(1)00)α或者β相的(2(1)3)β面進行。<