【摘要】：本文研究了中等強度的粗晶粒γ-TiAl合金Ti-46Al-5Nb-1W(at.%)在三種熱暴露狀態(tài)(無熱暴露,整體熱暴露,單獨熱暴露+表面氧化)下的四種不同最大受力面樣品的高周疲勞性能,系統(tǒng)考察了應力集中,表面缺陷,表面氧化以及內部顯微組織脆化對疲勞性能的影響；同時對合金在700℃,10 kh過程中的氧化行為進行了探究與分析。研究發(fā)現(xiàn)：雖然絕大多數樣品在σmax(最大斷裂應力)σ0.2(0.2%條件屈服強度)的條件下進行疲勞,但是在此粗晶粒合金中,層片晶團尺寸變化幅度大,在粗大的層片晶團內,特別是在其軟位向的層片上,容易出現(xiàn)σmaxσ0.2的局部異常情況,導致早期屈服并誘發(fā)裂紋萌生。表面質量的改善對此中等強度粗晶粒合金Ti-46Al-5Nb-1W疲勞強度的提高是極為有限的,其有益影響明顯小于細晶粒合金。長時間的整體熱暴露會使內部組織發(fā)生具有正面效應的熱暴露強化和負面效應的熱暴露組織脆化,但熱暴露引起的釋氧脆化和組織脆化在合金Ti-46Al-5Nb-1W中并不明顯。而整體熱暴露能使鑄態(tài)α2/γ層片間的應力集中降低,晶界和相界的偏聚減緩,內在缺陷和微裂紋鈍化,這些強化效應大于熱暴露引起的組織脆化效應。除了熱暴露帶來的正面和負面影響外,單獨熱暴露+表面氧化樣品還會受到氧化對疲勞抗力的負面影響。單獨熱暴露+表面氧化會使線切割樣品表層殘余拉應力釋放和消散,這對線切割樣品的疲勞性能有一額外的有益影響,但會使噴丸樣品表層的殘余壓應力釋放和弛豫,對噴丸樣品產生一額外的負面影響,電解拋光比噴丸更能有效地保持氧化抗力。對于V型缺口樣品,缺口根部的實際受力都是σmaxσ0.2的狀態(tài),均高于材料的條件屈服強度,會在缺口根部產生塑性變形,導致根部的屈服強化,從而表現(xiàn)出較低的缺口敏感性。合金在700℃的高溫大氣環(huán)境中,會形成以TiO2和A1203為主的混合疏松氧化膜。隨著氧化時間的延長,氧化物逐漸由顆粒狀粗化為棒狀,長針狀。表面氧化物會使改善型表面,特別是噴丸表面樣品的疲勞性能大幅度衰減,通過電解拋光改善表面光潔度可以有效提高氧化抗力。
[Abstract]:In this paper, the medium strength 緯-TiAl alloy Ti-46Al-5Nb-1W (at.%) has been studied in three kinds of thermal exposure states (no thermal exposure, global thermal exposure). The effects of stress concentration, surface defects, surface oxidation and internal microstructure embrittlement on the fatigue properties of four samples with different maximum stress surfaces were investigated. At the same time, the oxidation behavior of the alloy at 700 鈩，

本文編號：2366330