钛合金显微组织对于超声疲劳性能的影响

【作者】 郑逸超； 聂宝华； 宗尉萌； 张峥； 赵子华；

【机构】 北京航空航天大学材料科学与工程学院；

【摘要】 随着时代的发展,在航空航天领域对材料的性能、可靠性的要求越来越高。对于航空航天材料的超高周疲劳研究变得越来越重要。钛合金因其优异的性能,在航空航天领域已成为应用最广泛的材料之一,因此研究钛合金的超高周疲劳行为是非常有必要的。本论文主要研究钛合金的网篮尺寸对于超声疲劳行为的影响。本实验所采用的仪器是岛津USF-2000超声疲劳试验机,加载频率为20k Hz。使用的材料是包含两种网篮尺寸(60um与40um)的TC21钛合金。最终得到两种网篮尺寸的TC21钛合金的超高周疲劳S-N曲线。对于网篮尺寸为60um的TC21钛合金,在高应力幅阶段,疲劳裂纹萌生于试样表面;在低应力幅阶段,疲劳裂纹萌生于试样亚表面。在两段连续下降的S-N曲线之间由一个表面萌生向内部萌生的转变平台,平台应力对应的应力幅为540MPa。亚表面萌生的疲劳极限,其值为430MPa。网篮尺寸为40um的TC21钛合金的疲劳寿命(S-N)曲线具有类似的规律,表面萌生向内部萌生的转变平台应力幅为600MPa,亚表面萌生的疲劳极限为530MPa。所以从S-N曲线可以看出,网篮尺寸为60um的TC21钛合金疲劳性能低于网篮尺寸为40um的TC21钛合金。更多还原