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不同表面加工状态对高强度γ-TiAl合金疲劳性能的影响
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG146.23[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室,四川成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金(51141011)
中文摘要:

研究了近层片组织γ-TiAl合金Ti-44Al-4Nb-4Zr-0.2Si-1B(原子分数,%)在不同表面加工状态下的疲劳性能。研究发现:在该高强度TiAl合金的疲劳过程中,交变疲劳最大应力往往低于其条件屈服应力,最大受力面上不易出现局部区域塑性变形。在这样的情况下,最大受力面的表面质量变得极为关键。直接线切割的样品其条件疲劳强度呈现较大的不确定性。试样经表面磨削后喷丸处理引入约250岫的表面压应力层,疲劳强度提高1/3左右。磨削后经电解抛光处理的试样,表面光滑平整无缺陷,其条件疲劳强度相对于直接线切割试样提高了约70%。带有v型缺口(Kt=3.o)的试样,相比于其他平面样品,其疲劳寿命显著降低,且无“缺口强化”现象出现,表现出较强的缺口敏感性。同时发现,在低于条件屈服应力下疲劳裂纹萌生均属于材料屈服前的早期裂纹萌生,合金中弱的组织和相成为其萌生的优先选择:这包括等轴γ晶粒聚集区域,偏聚在晶界位置的B2(ω)晶块以及处于软位向的α2/γ片层界面。

英文摘要:

A high strength γ-TiA1 based near lamellar alloy Ti-44Al-4Nb-4Zr-0.2Si-lB (at%) has been studied to assess the effects of different surface conditions on S-N fatigue behavior. It has been found that the maximum stress of fatigued specimens is always lower than the yield stress of the alloy. Local plastic deformation is difficult to occur on the maximum-stressed surface. The surface quality with or without prior cracks therefore becomes critical in determining the fatigue strength. Fatigue life of electrodischarge machined specimens shows great uncertainty. Shot peening of the machined surface is able to introduce a compressively stressed surface layer of 250um in depth and its fatigue strength is increased by 1/3 accordingly. Electropolishing after grinding the machined surface can increase the fatigue strength by 70% since a very smooth surface without defects is produced. On the other hand, V-notched specimens (kt = 3.0) show a significant reduction in fatigue life, in which no notch strengthening is observed. The study has also found that under the condition of amax〈a0.1 in the alloy, microcrack initiation always occurs before yielding. The relatively weak microstructures and phases therefore become the preferential initiation sites and propagation routes. They are observed to be equiaxed 7 grains, B2+ω grains and a2-7 lamellar interface in soft orientations.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715