鈦合金的常見缺陷及其控制

1、二.近年來鈦合金典型失效案例-案例一,TB6鈦合金旋翼主槳轂中央件斷裂分析 某型飛機(jī)鈦合金旋翼主槳轂中央件試驗(yàn)件在經(jīng)歷500h（低周載荷譜50塊）低周疲勞試驗(yàn)后，在高周疲勞試驗(yàn)進(jìn)行至20h （11.5萬次）時(shí)，在軸承U形槽圓弧過渡處發(fā)生斷裂，高周疲勞壽命遠(yuǎn)未達(dá)到疲勞試驗(yàn)大綱的要求，旋翼材質(zhì)為TB6鈦合金鍛件。,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例一,失效鈦合金旋翼主槳轂中央件外觀,斷裂處,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例一,,,,

2、,源區(qū)處的熔滴形貌,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例一,源區(qū)處熔滴表面形貌,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例一,分析結(jié)論：中央件斷裂性質(zhì)為高周疲勞斷裂，裂紋萌生應(yīng)力較??；鈦合金表面的熔滴是導(dǎo)致疲勞裂紋萌生的原因；建議進(jìn)一步查找鈦合金熔滴的來源。,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例二,TC18鈦合金上扭力臂表面“白斑”分析 2008年4月10日，某廠委托中國(guó)航空工業(yè)失效分析中心對(duì)鈦合金鍛件低倍試樣上出現(xiàn)的異常“白斑”區(qū)進(jìn)

3、行分析，該上扭力臂的材料牌號(hào)為TC18鈦合金。,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例二,,表面存在“白斑” 的試樣外觀,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例二,表面“白斑”的宏觀形貌,基體處正常金相組織,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例二,“白斑”處金相組織,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例二,,分析結(jié)論：低倍試樣 “白斑”區(qū)性質(zhì)相同，均為輕微燒傷所致；“白斑”區(qū)和正常基體部位微區(qū)化學(xué)成分無明顯差異，未見金屬或非金屬夾雜缺陷；造成

4、其表面出現(xiàn)輕微燒傷與前期低倍試樣加工過程中的磨削有關(guān)。,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例三,,TA15鈦合金管材開裂失效分析 某批次TA15鈦合金管材經(jīng)熱校形加工后入庫(kù)，在放置一段時(shí)間后檢查發(fā)現(xiàn)該批次多件管材表面上存在軸向裂紋?；炯庸すに囘^程為：板材→卷筒→焊接→620℃去應(yīng)力退火→冷脹形→熱校形→車邊。,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例三,,開裂的TA15鈦合金管材外觀,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例三,,管材內(nèi)表面

5、上花斑及裂紋形貌,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例三,從內(nèi)表面起源的裂紋金相形貌,,,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例三,,分析結(jié)論：TA15鈦合金管材軸向裂紋是從內(nèi)表面的花斑處線狀起源，向外表面擴(kuò)展，為晶間開裂特征；內(nèi)表面局部短時(shí)超溫形成的花斑和表層殘余拉應(yīng)力的共同作用導(dǎo)致了管材表面裂紋的產(chǎn)生；花斑的形成可能與管材表面的污染有一定的關(guān)系。,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例四,,,TC4鈦合金螺釘斷裂失效分析 某構(gòu)件裝配

6、時(shí)，需裝4個(gè)螺釘，在安裝最后一個(gè)螺釘時(shí)，該螺釘發(fā)生了斷裂，該螺釘?shù)牟牧蠟門C4鈦合金。失效分析結(jié)果表明，螺釘?shù)臄嗔训闹饕蚴锹葆攦?nèi)含有異常的富Zn夾雜。,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例四,螺釘斷口上異常的富Zn夾雜,,,,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例五,TB3鈦合金螺釘斷裂失效分析 M4×10和M4×14兩種不同規(guī)格鈦合金螺釘在使用限力扳手進(jìn)行裝配預(yù)緊時(shí)，在達(dá)到規(guī)定的扭轉(zhuǎn)力矩之前，各有兩螺釘發(fā)生

7、斷裂。兩規(guī)格螺釘材料均為TB3鈦合金，鈦絲生產(chǎn)工藝過程為：真空冶煉→鍛造→軋制→冷拉→真空退火除氫檢驗(yàn)。,,,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例五,斷口表面上的缺陷形貌,,,,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例五,缺陷處金相形貌,,,,,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例五,,,分析結(jié)論：螺釘?shù)臄嗔研再|(zhì)相同，均為脆性斷裂；內(nèi)部存在缺陷是螺釘斷裂的主要原因； 螺釘?shù)膬?nèi)部缺陷是在熱加工工藝（熔煉、鍛造等）過程中形成的。,二.近年來鈦合

8、金典型失效案例-案例六,,,20034172M三級(jí)靜子內(nèi)環(huán)缺陷分析 2004年9月，某公司生產(chǎn)的三級(jí)靜子內(nèi)環(huán)毛坯在機(jī)加工后進(jìn)行X光探傷，發(fā)現(xiàn)有呈線形的缺陷顯示，缺陷位于鑄件補(bǔ)焊處，三級(jí)靜子內(nèi)環(huán)為ZTC4鑄造后經(jīng)熱等靜壓成型，在對(duì)鑄件的X光檢查過程中曾發(fā)現(xiàn)過一處內(nèi)部缺陷，后將該處缺陷銑削清除后進(jìn)行了重新補(bǔ)焊。,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例六,20034172M三級(jí)靜子內(nèi)環(huán)缺陷位置,,,,二.近年來鈦合金典型失效案例-案例