一种TiAl合金高温低循环疲劳性能及失效机理

董成利^1,2,3，于慧臣^1,2,3，焦泽辉^1,2,3，孔凡涛⁴，陈玉勇⁴

1. 中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室2. 航空材料检测与评价北京市重点实验室3. 材料检测与评价航空科技重点实验室4. 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院

摘 要：通过对TiAl合金进行总应变范围控制的高温（750℃）低循环疲劳实验,研究双态（Duplex,DP）和全片层（Fully Lamellar,FL）组织形态对TiAl合金低循环疲劳性能和寿命的影响,并采用总应变幅-寿命方程对两类组态TiAl合金低循环疲劳寿命进行预测。结果表明:在相同温度和应变条件下,DP组态TiAl合金稳态迟滞回线对应的平均应力明显低于FL组态TiAl合金稳态迟滞回线对应的平均应力;采用总应变幅-疲劳寿命方程能够准确预测两种组态TiAl合金在750℃下的疲劳寿命,预测寿命基本位于试验寿命的±2倍分散带以内;另外,DP组态TiAl合金的疲劳源区位于试样的近心部,而FL组态TiAl合金的疲劳源区位于试样的次表面,两类组态TiAl合金的高温疲劳失效机理存在明显差异。

关键词：TiAl合金;低循环疲劳;寿命预测;迟滞回线;失效机理;