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《加热温度对TC4 钛合金的空冷组织及热疲劳抗力的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第18卷 第3期宇 航 学 报Vol.18No.31997年7月JOURNALOFASTRONAUTICEJul.1997加热温度对TC4钛合金的空冷组织及热疲劳抗力的影响耿洪滨 何世禹 雷廷权 王华彬(哈尔滨工业大学材料科学与工程学院·哈尔滨·150001) 摘 要 对经不同温度加热随后空冷的TC4钛合金在-196～350℃范围内进行了外约束型热疲劳试验。结果表明:经单相区加热的合金,其热疲劳裂纹易于沿原B相晶界处萌生,以穿晶的方式扩展,对热疲劳裂纹萌生抗力较低。而经950℃加热的合金,其热疲劳裂纹易于沿初生A相与基体(条形的A+B相)的界
2、面处萌生,裂纹易于切过条形的A+B相扩展,其热疲劳裂纹萌生抗力最高。经900℃加热的合金,其热疲劳裂纹易于沿初生A相与基体的界面处萌生并沿其扩展,合金的热疲劳裂纹萌生抗力也较低。主题词 钛合金 热疲劳 显微组织EFFECTOFHEATINGTEMPERATUREONTHEAIRCOOLEDMICROSTRUCTUREANDTHERMALFATIGUERESISTANCEOFTC4ALLOYGengHongbinHeShiyuLeiTingquanWangHuabin(SchoolofMaterialsandEngineeringHarbinIn
3、stituteofTechnology·Harbin·150001)AbstractTheouter2constraintthermalfatiguetestsbetween2196℃and350℃wereper2formedonTC4alloy1TheeffectofheattemperatureonthethermalfatiguebehaviorofTC4al2loywasinvestigated1Theresultsshowthatthermalfatiguecracksinitiatemainlyalongpriorbe2tagrai
4、nboundariesforthealloyheatedatabovetheBtransus,andpropagatebytransgranularfracture1ThecracksinitiatealongtheinterfacebetweenprimaryAandtransformedBfortheal2loysheatedat950℃,andpropagatebytransgranulartransformedB1ThecracksinitiateandpropagatealongtheinterfacebetweenprimaryAa
5、ndtransformedBforthealloyheatedat900℃,Thethermalfatiguecrackinitiationresistanceofthealloysheatedat1020℃、983℃and900℃islower,thatofthealloyheatedat950℃isthehighest1KeywordsTitaniumalloyThermalfatigueMicrostructure本文于1995年8月25日收到第3期耿洪滨等:加热温度对TC4钛合金的空冷组织及热疲劳抗力的影响47[1]钛合金有较高的比强度
6、和热强性,被广泛应用于航空航天领域。合金在服役期间,常常经受较大温度范围的热循环作用,例如绕地球运行的航天器,因反复进出地球的阴影,低地球轨道运行周期约为90分钟循环一次,温度一般在-101-～93℃范围之间变化,极限[2,3]情况可达到-122℃～122℃,高地球轨道时温度变化范围更大。若合金长期经受热循环作用,一方面可能诱发亚稳组织转变,另一方面必然产生热应力,而这种热应力往往对材[4～8]料的组织结构造成损伤,导致性能下降,甚至发生热疲劳断裂。本文对TC4钛合金热疲劳裂纹萌生抗力进行测试,研究了热疲劳裂纹萌生规律与合金组织结构的关系,为航
7、天器中钛合金的热处理制度的制订提供依据。1 材料与试验方法选用直径为30mm的热轧态棒材,用线切割沿轧向截取板状试样,其化学成分(wt%)为:Al6129,V4104,Fe0127,Si≤0115,N01040,C0109,O0113,H01011,其余为Ti。采用盐浴炉加热,加热温度分别为:1020℃、983℃、℃950℃和900℃,保温15分钟后空冷。经热处理后磨去约012mm表面污染层,试样最终尺寸如图1所示。采用外约束型热疲劳试验机,对试样直接通电加热,用液态氮喷冷,热循环的温度与时间关系曲线如图2所示。合金的热疲劳裂纹萌生抗力用经过2
8、000次热循环后,三个试样上热疲劳裂纹个数(n)的平q均值nl,裂纹总长度(L)的平均值L,或者主裂纹扩展到011mm时对所对应的热循环数{q{(N)
