《铸造技术》

文章标题:钛铝合金高温-超高周疲劳行为研究

文章作者:曹喜川 1,李凯迪 1,2,邵泓铨 3,何季华 3,唐斌 1,2
关 键 字:Ti-48Al-2Cr-2Nb 合金;高温拉伸;高温超高周疲劳;疲劳失效机制
文章摘要:
钛铝合金作为一种新型轻质高温结构材料,具有优异的高温强度、抗氧化性和抗蠕变性能,被认为是替代镍基高温合金的首选材料。 作为高温结构件,在服役过程中承受高温与循环载荷的共同作用,因此需要对其在高温下的疲劳行为进行研究。 超声疲劳试验作为一种疲劳测试高效率手段,可大大降低细致分析合金疲劳失效机制的时间成本。基于此,结合超声疲劳试验设备与中高频感应加热装置,探究了 650 ℃下 Ti-48Al-2Cr-2Nb 合金的循环变形行为。 结果表明,在 650 ℃下 Ti-48Al-2Cr-2Nb 合金不存在疲劳极限;断裂形式为准解理断裂和沿晶断裂的混合断裂,裂纹在解理的 γ 晶粒附近萌生,并沿晶界扩展,在片层团附近为沿层和穿层的混合断裂模式;随着循环应力幅值的减小,合金的失效方式由短裂纹扩展后形成的长裂纹相互连接所导致的断裂转变为短裂纹间相互连接形成长裂纹所导致的断裂,疲劳寿命分散度减小,断口粗糙度降低。