加載速度對(duì)TiAl基合金的損傷及斷裂行為的影響.pdf

1、TiAl基金屬間化合物作為渦輪增壓器和航空用首選材料之一，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。而應(yīng)變率對(duì)TiAl基合金的斷裂機(jī)制有著重要的作用，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片在發(fā)動(dòng)機(jī)加速到停止的過程中，加載速度的變化對(duì)其性能的影響不容忽視，因此有必要對(duì)加載速度對(duì)TiAl基合金的損傷及斷裂機(jī)理的影響進(jìn)行詳細(xì)深入的研究。 本文通過室溫拉伸實(shí)驗(yàn)和三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)(3PB)，研究了加載速度對(duì)具有全層和雙態(tài)組織的TiAl基合金斷裂和損傷機(jī)理的影響。研

2、究結(jié)果表明：加載速度越低，雙態(tài)組織的拉伸強(qiáng)度和全層組織的缺口斷裂韌性就相應(yīng)降低。對(duì)拉伸試驗(yàn)來說隨著速度的降低拉伸強(qiáng)度降低，這取決于微裂紋誘發(fā)的損傷積累。對(duì)全層組織的3PB試驗(yàn)來說，隨著加載速度的降低缺口斷裂韌性降低，這是由于加載速度慢時(shí)，主裂紋有足夠時(shí)間沿著強(qiáng)度較低的層間起裂并擴(kuò)展。拉伸試驗(yàn)和缺口彎曲試驗(yàn)的斷裂機(jī)理不同，在拉伸試驗(yàn)中，斷裂發(fā)生在由更多任意方向的沿層微裂紋積累所引起的沿層裂紋的最薄弱面上；在缺口彎曲試驗(yàn)中，裂紋沿著局限于缺

3、口根部中心線上的高應(yīng)力區(qū)起裂并擴(kuò)展。全層組織試樣具有較差的拉伸性能，但是具有較高的斷裂韌性，出現(xiàn)這種相反關(guān)系是由于兩種試驗(yàn)時(shí)的斷裂機(jī)理不同。在拉伸試驗(yàn)時(shí)大層團(tuán)晶粒引起嚴(yán)重的損傷和低的強(qiáng)度；然而在3PB試驗(yàn)中大層團(tuán)形成更大的分叉裂紋以及形成穿過主裂紋擴(kuò)展的更大阻礙物。 通過本文的研究可以就加載速率對(duì)TiAl合金斷裂機(jī)理、損傷行為、斷裂過程以及斷裂韌性的影響有更深入的認(rèn)識(shí)，并能更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)材料的性能及其演化，更好的掌握影響性能的主