含稀土相高温钛合金焊接接头的疲劳断裂特性

研究了Ti-60合金电子束焊接接头的显微组织及稀土相的分布特征;对焊接接头高温旋转弯曲疲劳性能进行了试验研究,讨论了影响接头疲劳性能的主要因素.焊后状态下焊缝区中存在大量的α′马氏体组织,焊缝区中的稀土相颗粒弥散分布于晶界及晶内,尺寸在100～200 nm.焊接接头具有较好的高温旋转弯曲疲劳性能,无焊接缺陷的接头均断裂在母材区,稀土相颗粒对裂纹的扩展具有阻碍作用.     

Ti-600合金的高周疲劳性能研究

采用120～130Hz的频率测试Ti-600合金光滑试样室温高周轴向应力疲劳性能。结果表明,应力比(R)为0.1时,合金的疲劳强度为475MPa,与IMI834合金相当;合金内含有较细小、薄片状的、互相交错排列的α+β相,这种细小的α+β相间的层状组织对于阻止疲劳裂纹的扩展和提高疲劳裂纹寿命有重要作用;疲劳裂纹扩展阶段,应力同为600MPa时,疲劳寿命为8.61×105的合金试样比寿命为1.78×106的疲劳条纹间距宽;合金内稀土相的尺寸由几个μm到0.2μm变化,合金中未观察到与稀土相颗粒有关的裂纹萌生。     

Ti-1023钛合金的疲劳裂纹扩展行为

研究了Ti-1023合金轮盘轮缘的疲劳裂纹扩展规律,分析了取样方向和应力比对疲劳裂纹扩展速率的影响.结果表明,在相同的应力场强度因子范嗣下,随应力比的增大,裂纹扩展速率也随之增大;而取样方向对疲劳裂纹扩展速率的影响不大;验证了全范嗣疲劳扩展公式,为进一步寿命估算提供了依据.     

加载波形对Ti-60合金疲劳损伤行为的影响

研究了高应力水平下加载波形对Ti-60高温钛合金疲劳损伤行为的影响.结果发现:对于在峰值应力处保载2 min的加载波形,试样的疲劳寿命明显低于无保载的加载波形的试样的寿命;在保载疲劳条件下,单位循环周次内材料的疲劳变形明显增大.SEM观察表明,在保载波形下,疲劳源出现在样品内部,而无保载的加载波形下疲劳裂纹源于样品次表面.TEM观察表明,在两种疲劳加载条件下,都有( 011)滑移系启动.     

氢对Ti-2Al-2.5Zr钛合金疲劳性能的影响

研究了4种含量的氢对Ti-2Al-2.5Zr钛合金疲劳性能的影响。结果表明，自然含氢量的材料具有最好的疲劳性能。而当疲劳载荷大于材料的屈服强度时，氢含量对疲劳寿命基本没有影响；低于屈服强度后，疲劳寿命随着氢含量的升高而和。认为固溶的原子氢导致驻留滑移带软化，裂纹萌生提前，造成在较大△σ时充氢试样的疲劳寿命降低；而材料中氢化物对驻留滑移带（PSB）的阻碍作用导致氢化物与基体分离 而成为裂纹源，是小△σ下疲劳寿命降低扩要原因。     

氢对Ti-4Al-2V疲劳裂纹扩展速率的影响

采用CT试样对4种含氢量不同的Ti-4Al-2V钛合金的室温疲劳裂纹扩展速率进行了实验测定，并对断裂以后的试样进行了断口观察。实验结果表明：含氢的Ti-4Al-2V材料的稳态裂纹扩展行为符合Paris幂律关系，氢对裂纹稳态扩展区和失稳扩展区的da／dN基本没有影响，但对近门槛扩展行为有明显影响；与自然含氢量的材料相比，高含氢量的材料疲劳裂纹在近门槛扩展区的速率明显较低。     

TC17钛合金电子束焊接接头的疲劳裂纹扩展规律及疲劳剩余寿命

首先通过试验取得母材及焊接接头的疲劳裂纹扩展速率,然后结合TC17钛合金电子束焊接接头CTOD试验结果及裂纹容限计算值,以估算其疲劳剩余寿命.结果表明:在低应力水平或低△K下,TC17电子束焊缝的da/dN数据与母材的基本相当;然而随着应力水平的增加,焊缝的da/dN值越来越大.在初始裂纹尺寸相同的情况下,TC17合金电子束焊缝与母材疲劳裂纹扩展寿命曲线存在交叉点.当应力幅大于交叉点应力幅时,TC17母材疲劳裂纹扩展到临界裂纹尺寸的剩余寿命要高于相应焊缝的剩余寿命;当应力幅小于交叉点应力幅时,TC17母材扩展到临界裂纹尺寸的剩余寿命要低于相应焊缝的剩余寿命.     

钛合金表面稀土改性化学镀厚镀层及其性能

目的在钛合金表面化学镀镍磷厚镀层,并研究稀土的引入对镀层性能的影响。方法使用SEM及EDS对化学镀层的厚度及成分进行测试;使用XPS对镀层中的稀土元素价态进行分析;使用XRD对不同热处理方式的镀层进行组成分析;使用显微硬度仪测试经热处理的镀层的硬度;通过电化学测试对钛合金及经热处理的镀层进行耐蚀性分析。结果经稀土改性的厚镀层由70μm厚的Ni-P层和30μm厚的Ni-P-Ce层组成。镀层由Ni、P及Ce三种元素组成,其各自的质量分数分别为89.94%、10.03%和0.03%,且铈由+4、+3和0三种价态构成。随着热处理温度的升高,镀层逐渐由非晶态转变为晶态,该转变发生于200~300℃,且成分也发生了变化;镀层的硬度增加,经400℃热处理的镀层硬度大约为1000HV。镀层的存在可以有效提升钛合金基材的耐蚀性,但是随着热处理温度的增加,耐蚀性大幅降低,最佳热处理温度为200℃(其腐蚀电流密度和极化电阻分别为0.2445μA/cm~2、155.464 k?)。结论经稀土改性的镀层为100μm厚的厚镀层。稀土元素铈与镍、磷在钛合金上发生了共沉积。热处理温度对镀层的结晶方式和成分都有影响,对镀层硬度具有明显的影响,对镀层的耐蚀性能影响较大。     

TA15钛合金焊缝及热影响区疲劳裂纹扩展行为

在扫描电镜下对TA15钛合金氩弧焊焊缝(FZ)及热影响区(HAZ)疲劳裂纹扩展行为进行了动态原位观察研究.结果表明,焊缝疲劳裂纹扩展过程中裂纹尖端滑移明显,滑移线较长;热影响区裂纹扩展初期裂纹尖端滑移不明显,在裂纹扩展中后期才出现较为明显的滑移,且滑移线较短,存在较多的二次裂纹;焊缝疲劳裂纹扩展速率高于热影响区.焊缝与热影响区疲劳裂纹扩展行为的差异与其显微组织的不同有关.     

TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率

研究了显微组织形态对TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,并结合裂纹扩展路径进行了分析。结果表明,对于TC17合金,在裂纹扩展的第I阶段和第III阶段,等轴组织随着固溶温度的升高,扩展速率加快,显微组织对中速区的裂纹扩展速率影响不大;对两种片层组织结构的裂纹扩展速率分析结果表明,仅固溶态的组织在裂纹扩展的整个阶段具有较低的裂纹扩展速率,并且起裂区对应较高的应力强度因子,裂纹在固溶态组织中的扩展路径较固溶时效态的曲折。     

稀土元素Y对Ti-600合金热稳定性的影响

研究了添加与未添加稀土元素Y的合金固溶时效(STA)处理后以及高温长时暴露(600℃/100 h)后毛坯热暴露的室温拉伸性能,结合显微组织等的分析,探讨了Y对合金热稳定性能的影响。结果表明:稀土元素Y的添加可使合金室温塑性提高,STA时室温延伸率提高25%,600℃热暴露100 h后则提高51.9%。热暴露后,添加稀土合金的塑性损失率明显低于不加稀土合金。合金中,稀土元素Y主要以稀土氧化物Y2O3的形式弥散析出。通过细化组织、降低铝当量、改变合金中的位错组态,改善合金的室温塑性,提高合金的热稳定性。     

锻造工艺对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响

研究了不同锻造工艺（近β锻造、准β锻造、两相区锻造）对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,对比分析了不同锻造工艺的微观组织和疲劳裂纹扩展路径的关系。研究结果表明,与两相区锻造和近β锻造相比,TC4-DT和TC21钛合金经准β锻造后的疲劳裂纹扩展速率最低。准β锻造的锻件疲劳裂纹扩展路径曲折程度大,断口表面粗糙度大,有效地降低了疲劳裂纹扩展速率。     

Ti8LC低成本钛合金疲劳裂纹扩展行为研究

采用双重退火对Ti8LC低成本钛合金进行热处理,测试其拉伸性能,并对其疲劳裂纹扩展行为进行研究,探索其疲劳断裂机制.结果表明,提高双重退火的第1次退火温度,强度略有升高,塑性降低.da/dN试样断口3个区特征明显:预裂区为解理断裂机制.稳态扩展区裂纹以条纹循环机制向前扩展,同时能观察到很多二次裂纹.快速扩展区的断口呈韧窝型断裂特征.该合金的疲劳裂纹扩展速率对退火温度不敏感.     

载荷比对含氢Ti-4Al-2V钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响

研究了含氢量为110μgg/和280μg/g的Ti-4Al-2V钛合金在不同载荷比下的疲劳裂纹扩展行为。载荷比降低，da/dN曲线向高△K方向移动，并逐渐不出现疲劳裂纹的近门槛扩展阶段；无论载荷比和含氢量的高低，稳态裂纹扩展区的裂纹扩展行为符合Paris幂律关系，即da/dN=C(△K）^m；含氢量为110μg/g时，载荷比对稳态裂纹扩展区的da/dN没有影响；含氢280μg/g时，载荷比降低，稳态裂纹扩展区的da/dN也降低；载荷比影响裂纹由近门槛扩展区进入稳态裂纹扩展区的应力强度因子范围△Kp和开始失稳扩展的应力强度因子范围△K1H。载荷比越小，△Kp和△K1H越大。     

疲劳裂纹扩展行为的研究现状及钛合金的疲劳裂纹扩展特征

疲劳裂纹扩展行为是现代材料研究中重要的内容之一。论述了组织结构、环境温度、腐蚀条件以及载荷应力比、频率变化对材料疲劳裂纹扩展行为的影响。总结出疲劳裂纹扩展研究的常用方法和理论模型,并讨论了"塑性钝化模型"和"裂纹闭合效应"与实际观察结果存在的矛盾。最后,对钛合金疲劳裂纹扩展研究的内容和研究结果进行了概述。