不同熱暴露條件下中等強度γ-TiAl合金疲勞壽命的研究.pdf

1、本文系統(tǒng)研究了全片層組織的中等強度γ-TiAl合金Ti-45Al-2Mn-2Nb-0.8TiB2在三種不同的熱暴露狀態(tài)（無熱暴露，熱暴露，熱暴露+表面氧化）下，四種加工表面與高頻疲勞行為的定量關(guān)系。
　　 研究發(fā)現(xiàn):在該TiAl合金的疲勞過程中，除直接線切割的部分樣品外，噴丸、電解拋光和(V)型缺口樣品的交變疲勞最大應(yīng)力往往高于其條件屈服應(yīng)力(σmax＞σ0.2)，最大受力面上會出現(xiàn)局部區(qū)域的塑性變形。直接線切割樣品的條件疲勞強

2、度呈現(xiàn)較大的不確定性;磨削后經(jīng)電解拋光處理的試樣，表面光滑平整無缺陷，但其條件疲勞強度相對于直接線切割試樣僅有小幅度的提高;噴丸處理能給該合金帶來較深較強的表面壓應(yīng)力層，更能有效提高合金的條件疲勞強度。降低TiAl合金的屈服強度有助于在V型缺口(Kt=3.0)試樣的缺口根部產(chǎn)生較明顯的塑性變形，有助于降低合金的缺口敏感系數(shù)。
　　 長時間的熱暴露使得鑄錠內(nèi)部組織趨于平衡，內(nèi)應(yīng)力充分釋放，屈服強度少量降低，無“熱暴露脆化”現(xiàn)象發(fā)生

3、，導(dǎo)致此狀態(tài)的四種加工表面的疲勞性能相對于無熱暴露的同種加工表面，均有一定程度的提高，顯示出“熱暴露增強”的現(xiàn)象。熱暴露后的噴丸和電解拋光樣品，有幾乎相同的疲勞強度，表明熱暴露后的拋光樣品的疲勞裂紋抗力已經(jīng)趕上了噴丸樣品。
　　 當(dāng)經(jīng)歷長時間熱暴露+氧化時，相對于無熱暴露和整體熱暴露（無氧化），該合金的疲勞強度有增有降，依表面加工方式而定。表面質(zhì)量差的線切割樣品以及表面無壓應(yīng)力的電解拋光樣品，出現(xiàn)“熱暴露+氧化增強”的現(xiàn)象。這表

4、明大氣熱暴露導(dǎo)致的應(yīng)力弛豫現(xiàn)象帶來的有利效果大于表層氧化產(chǎn)生的不利效果。熱暴露+氧化對噴丸樣品有明顯不利的效果，熱暴露引起的應(yīng)力弛豫導(dǎo)致噴丸樣品表面壓應(yīng)力降低，層厚減薄，氧化引起表面疏松，引入缺陷。二者的不利效果高于熱暴露引起的應(yīng)力弛豫的有利效果。
　　 在三種熱暴露狀態(tài)下，V型缺口(Kt=3.0)均是疲勞斷裂的主導(dǎo)因素，缺口根部都存在σmax＞σ0.2的受力情況，均產(chǎn)生根部局部塑性變形，均出現(xiàn)缺口根部的“缺口強化”效應(yīng)。這種效