高强钛合金层片组织拉伸变形中的裂纹萌生与扩展行为

作者：黄晓文; 刘乐梁; 刘继雄; 王小翔; 孙巧艳^*

来源：金属热处理, 2023, 48(10): 78-86.

DOI：10.13251/j.issn.0254-6051.2023.10.011

• 高强亚稳β钛合金
• 晶界魏氏体
• 裂纹萌生
• 裂纹扩展

研究了Ti1300合金固溶时效处理后的层片组织在拉伸变形中的裂纹萌生与扩展机制，揭示了晶界魏氏体α相的形貌特点对裂纹萌生和扩展的影响规律。研究发现，合金拉伸断口为韧窝型穿晶断裂和沿晶开裂的混合形貌。随着沿晶开裂刻面数量减小，合金的断后伸长率呈增加趋势。对断口附近二次裂纹萌生的位置进行统计，发现约77%的裂纹萌生在β晶界，约23%的裂纹萌生在β晶内。提出用裂纹萌生应变参数评价裂纹萌生对应的应变量，发现晶界处萌生裂纹对应的应变量小于晶内萌生裂纹，表明裂纹在晶界萌生所需的应变量较小。对于在晶界萌生的裂纹，约88%萌生在没有魏氏体的晶界，约12%萌生在有魏氏体的晶界，表明晶界魏氏体组织能有效抑制晶界裂纹的萌生。断裂过程中高强钛合金层片组织的裂纹扩展路径为穿晶和沿晶扩展的混合形式，有魏氏体的晶界能使裂纹路径发生偏转。

• 单位
  西安交通大学; 金属材料强度国家重点实验室; 宝鸡钛业股份有限公司