航空用新型低成本钛合金显微组织与损伤容限性能关系研究

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（ＳＥＭ）．Ｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅ，ｔｏｕｇｈｎｅｓｓａｎｄｆａｔｉｇｕｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｎｅｗａｌｌｏｙｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｙｐｅｓｗｅｒｅｄｅｔｅｃ－
第３０卷第２期
２０１３ｐ１．ｒ３ｉｌ０２Ｎ０ｏ１．３２
航空用新型低成本钛合金显微组织与损伤容限性能关系研究
王新南，费跃，刘洲，商国强，李军，祝力伟，朱知寿
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐＢｅｔｗｅｅｎＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＤａｍａｇｅ－ＴｏｌｅｒａｎｃｅＰｒｏｐｅｒｔｙｏｆＮｅｗＬｏｗＣｏｓｔＴｉｔａｎｉｕｍＡｌｌｏｙｉｎＡｖｉａｔｉｏｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
性能的检测。结果表明：该新型Ｔｉ — Ａ１一Ｍｏ — Ｃｒ — Ｚｒ系高性能低成本钛合金在不同显微组织下均具有良好的强度一塑性一韧性一疲劳性能的匹配。其中，双态组织的该合金具有最高的强度和塑性，但损伤容限性能较低（断裂韧性稍低，疲劳裂纹扩展速率高）；网篮组织的该合金具有良好的断裂韧性和疲劳强度，疲劳裂纹扩展速率与双态组织的水平相当；片层组织的该合金具有最为优异的损伤容限性能（最低的疲劳裂纹扩展速率和最高的断裂韧性），但疲劳极限、强度和塑性稍低于双态组织和网篮组织的该合金。关键词：钛合金；低成本；显微组织；损伤容限性能
（北京航空材料研究院，北京１０００９５）
摘
要：利用扫描电镜对某新型航空用ｒｒｉ — Ａ１一Ｍｏ — Ｃｒ — Ｚｒ系低成本钛合金的双态组织、片层组织及网篮组织３种典型
显微组织特征和裂纹扩展过程进行了观察和分析，并对具有不同类型显微组织的合金进行了拉伸、断裂性能和疲劳
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｔｙｐｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｌｏｗｃｏｓｔＴｉ — Ａ１一Ｍｏ－－Ｃｒ－－Ｚｒｓｙｓｔｅｍｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｉｎａｖｉａｔｉｏｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂｙｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ
ＷａｎｇＸｉｎｎａｎ，ＦｅｉＹｕｅ，ＬｉｕＺｈｏｕ，ＳｈａｎｇＧｕｏｑｉａｎｇ，ＬｉＪｕｎ，ＺｈｕＬｉｗｅｉ，ＺｈｕＺｈｉｓｈｏｕ（ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９５，Ｃｈｉｎａ）
ｔｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｎｅｗｋｉｎｄｏｆｌｏｗｃｏｓｔＴｉ－Ａ１一Ｍｏ－Ｃｒ — Ｚｒｓｙｓｔｅｍｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｈａｓｇｏｏｄｓｔｒｅｎｇｔｈ— ｐｌａｓｔｉｃ — ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ — ｆａｔｉｇｕｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｍａｔｃｈｉｎｇｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｙｐｅｓ．Ｔｈｅｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｏｆｂｉ — ｍｏｄａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｄｕｃｔｉｌｉｔｙ，ｂｕｔｈａｓｔｈｅｓｌｏｗｅｓｔｄａｍａｇｅ — ｔｏｌｅｒａｎｃｅｐｒｏｐｅｔｙ．Ａｎｒｄｂａｓｋｅｔｓｔｕｃｒｔｕｒｅｈａｓｈｉｇｈｅｒｔｏｕｇｈｎｅｓｓｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｆａｔｉｇｕｅｌｉｍｉｔ，ｏｆｗｈｉｃｈｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｒａｔｅｈａｓｔｈｅｓａｍｅｌｅｖｅｌｏｆｂｉ－ｍｏｄａｌｓｔｒｕｃ－ｔｕｒｅ，ｌａｍｅＩＩａｒｓｔｕｃｒｔｕｒｅｈａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｄａｍａｇｅ — ｔｏｌｅｒａｎｃｅｐｒｏｐｅｔｙ，ｏｒｆｗｈｉｃｈｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｍｉｔ，ｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｄｕｃｔｉｌｉｔｙｉｓｌｏｗｅｒｔｈａｎｂｉ．ｍｏｄａｌａｎｄｂａｓｋｅｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙ；ｌｏｗｃｏｓｔ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｄａｍａｇｅ— ｔｏｌｅｒａｎｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ