TC4F合金低周保载疲劳损伤机制及断裂行为研究

作者:杜辉; 杨会; 邓清华; 刘保飞; 李峰; 冯亮; 常辉; 唐斌; 丁洁*
来源:铸造技术, 2023, 44(11): 1020-1028.
DOI:10.16410/j.issn1000-8365.2023.3100

摘要

研究了具有双态组织的Ti-6Al-4V-0.55Fe(TC4F)合金在室温下低周疲劳及保载疲劳的组织特征和断裂机制,分析了合金在总应变幅为Δεt/2=1.20%,保载时间为0.05、10、20和30 s的低周疲劳循环应力-应变响应行为,并研究了疲劳变形后合金的组织演变。发现相邻晶粒的晶体学取向差对TC4F合金疲劳裂纹萌生有重要影响。一方面,无论是α/α相界还是α/β相界,晶界两侧晶粒的晶体学取向差越大,越易萌生裂纹;另一方面,α相内产生的孪晶导致孪晶界相邻晶粒较大的取向差,从而也可在α相内部萌生裂纹。随着疲劳保载时间的增加,导致α相中更多的柱面滑移系激活,位错滑移使相界面产生应力集中,进而使得疲劳寿命降低。最后讨论了不同保载时间下的疲劳裂纹扩展方式。

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