TC4钛合金复合加载下超高周疲劳性能研究

作者：王博涵; 程礼^*; 李冬春

来源：振动与冲击, 2022, 41(20): 244-251.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2022.20.030

• TC4钛合金
• 复合加载
• 超高周疲劳
• S-N曲线
• 微观组织

针对航空发动机压气机叶片在实际工况下的超高周疲劳断裂问题，研究了三种锻造温度下TC4钛合金三点弯曲–轴向拉伸复合加载的疲劳破坏行为。试验结果表明，S-N曲线呈直线下降型和双平台型，采用985℃近锻造时疲劳性能最好。随着应力幅值降低，裂纹由表面萌生向次表面萌生转变，断口形貌呈现准解理断裂特征。表面裂纹萌生于α晶界或α-β相界，由位错滑移堆积导致；而次表面裂纹萌生于刻面，由初生α相解理导致。疲劳寿命由裂纹萌生阶段主导，且所占比例随总寿命的增加而变大。双态组织中初生α含量和尺寸均小于等轴组织，且β转变组织含量更高，从而具备更好的疲劳性能。轴向拉伸改变了试件的轴向应力分布，有利于提高裂纹萌生于次表面的概率，使裂纹起源点向内部迁移。

• 单位
  先进航空发动机协同创新中心; 空军工程大学