TiAl合金高温疲劳小裂纹与长裂纹扩展行为

焦泽辉¹，于慧臣¹，董成利¹，鲁原¹，高帆²

1. 北京航空材料研究院中国航发材料检测与评价重点实验室先进高温结构材料国防科技重点实验室2. 中国航发先进钛合金重点实验室

摘 要：采用原位观察疲劳试验方法研究了变形TiAl合金在650℃下的三维小裂纹扩展行为,利用传统疲劳裂纹扩展试验方法研究了该合金在650～800℃温度范围内的长裂纹扩展行为。结果显示,650℃下,变形TiAl合金的三维小裂纹在低于长裂纹扩展门槛值的区域依然能够扩展,并且扩展速率高于长裂纹;位于试样棱边的横向机械加工刻痕是合金三维小裂纹萌生的主要位置之一,小裂纹在扩展过程中发生偏折并在偏折处合并,合金的疲劳寿命对试样表面的不规则条状加工缺陷不敏感;在650～800℃温度范围内,合金的疲劳长裂纹稳态扩展速率对温度变化不敏感,裂纹扩展过程均显示为解理断裂,裂纹扩展门槛值受韧/脆转变温度影响,韧/脆转变温度以下温度的门槛值较低。

关键词：TiAl合金;原位观察;小裂纹;疲劳裂纹扩展;