[1]田晨超,高 阳,张 娟,等.TC4-DT及TC21钛合金疲劳裂纹扩展速率的对比分析[J].焊管,2019,42(11):31-34.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2019.11.006]
　TIAN Chenchao,GAO Yang,ZHANG Juan,et al.Comparative Analysis of Fatigue Crack Propagation Rate for TC4-DT and TC21 Titanium Alloy[J].,2019,42(11):31-34.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2019.11.006]
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TC4-DT及TC21钛合金疲劳裂纹
扩展速率的对比分析()
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《焊管》[ISSN:1001-3938/CN:61-1160/TE]

卷:
42
期数:
2019年第11期
页码:
31-34
栏目:
试验与研究
出版日期:
2019-11-28

文章信息/Info

Title:
Comparative Analysis of Fatigue Crack Propagation Rate for TC4-DT and TC21 Titanium Alloy
文章编号:
10.19291/j.cnki.1001-3938.2019.11.006
作者:
田晨超; 高 阳; 张 娟; 焦 磊; 翟 翯
西安汉唐分析检测有限公司， 西安 710016
Author(s):
TIAN Chenchao;  GAO Yang;  ZHANG Juan;  JIAO Lei;  ZHAI He
Xi’an Han-Tang Analytical Testing Co., Ltd., Xi’an 710016, China
关键词:
损伤容限; TC4-DT钛合金; TC21钛合金; 疲劳裂纹扩展
Keywords:
damage tolerance;  TC4-DT titanium alloy ;  TC21 titanium alloy;  fatigue crack propagation
分类号:
TG113.25
DOI:
10.19291/j.cnki.1001-3938.2019.11.006
文献标志码:
A
摘要:
为进一步研究航空主承力疲劳结构件损伤容限型钛合金的疲劳裂纹扩展问题，基于新版标准疲劳裂纹扩展试验方法GB/T 6398—2017，对两类损伤容限型钛合金TC4-DT及TC21进行测试。结果表明，低速扩展阶段，TC4-DT较TC21的疲劳裂纹扩展速率更小，宏观断口形貌粗糙度较大。当裂纹尖端应力强度因子范围ΔK处于24～31 MPa·m1/2的初始稳态扩展阶段时，裂纹扩展速率曲线基本重合，TC4-DT较TC21具有更长的稳态扩展区，断口形貌较为平滑。随裂纹长度的增加，应力强度因子范围ΔK约为断裂韧度KIC的50%时，进入失稳扩展阶段，断裂面粗糙度增加。
Abstract:
In order to further study the fatigue crack propagation of damage tolerance titanium alloy in aerospace main load bearing fatigue structureal parts， based on the new standard fatigue crack propagation test method GB/T 6398—2017, two types of damage tolerance titanium alloys TC4-DT and TC21 were tested. The results show that in the low-speed propagation stage, TC4-DT has a smaller fatigue crack propagation rate and a rougher macro-fracture morphology than TC21. When the crack tip stress intensity factor range ΔK is in the initial steady state propagation stage of 24~31 MPa·m1/2, the crack propagation rate curves of the two alloys are basically coincident, and TC4-DT has a longer steady-state propagation zone and a smoother fracture morphology than TC21. With the increase of crack length, when the stress intensity factor range ΔK is about 50% of the fracture toughness KIC, the alloys enter unstable propagation stage, and the roughness of the fracture surface increases.

参考文献/References:

[1] 邹武装. 钛及钛合金在航天工业的应用及展望[J]. 中国有色金属， 2016（1）: 70-71.
[2] 赵永庆，葛鹏. 我国自主研发钛合金现状与进展[J]. 航空材料学报， 2014， 34（4）: 51-61.
[3] 曹春晓. 选材判据的变化与高损伤容限钛合金的发展[J]. 金属学报， 2002， 38（1）: 4-11.
[4] GUO Ping， ZHAO Yongqing， ZENG Weidong. Fatigue crack growth behavior in TC4-DT titanium alloy with different lamellar microstructures[J]. Rare Metal Materials and Engineering， 2015， 44（2）: 0277-0281.
[5] SHI Zhifeng， GUO Hongzhen, ZHANG Jianwei， et al. Microstructure-fracture toughness relationships and toughening mechanism of TC21 titanium alloy with lamellar microstructure[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China， 2018（28）: 2440-2448.
[6] 王柯， 王哲， 王芳， 等. 过载保载对金属材料疲劳裂纹扩展速率影响研究[J]. 船舶力学， 2017， 21（7）: 895-906.
[7] 李静， 朱知寿， 王新南， 等. 准β热处理工艺对TC4-DT钛合金裂纹扩展行为的影响[J].稀有金属，2017， 41（7）: 745-750.
[8] 王哲， 岳亚霖， 李永正. 基于Zencrack的钛合金保载-疲劳裂纹扩展速率预报[J]. 中国海洋平台， 2018， 33（1）: 22-28.
[9] 冯新， 马英杰， 李建崇， 等.  铸造、锻造和粉末冶金TC4钛合金损伤容限行为对比研究[J]. 精密成型工程，2018， 10（3）: 46-54.
[10] GB/T 6398—2017， 金属材料 疲劳试验 疲劳裂纹扩展方法[S].
[11] 吉楠， 卫遵义， 白小亮， 等. TC11钛合金全范围疲劳裂纹扩展速率表征[J]. 理化检验-物理分册， 2016， 52（7）: 439-442.
[12] 郭萍， 赵永庆， 洪权. 显微组织对TC4-DT钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响[J]. 材料热处理学报， 2018， 39（4）: 31-36.
[13] 马少俊， 吴学仁， 刘建中， 等. TC21的微观组织对力学性能的影响[J]. 航空材料学报， 2006， 26（5）: 22-25.
[14] 祝力伟， 王新南， 朱知寿， 等. 损伤容限型TC4-DT钛合金近门槛区疲劳裂纹扩展行为研究[J]. 稀有金属材料与工程， 2014， 43（6）: 1342-1346.
[15] 马英杰， 刘建荣， 雷家峰， 等. 钛合金疲劳裂纹扩展速率Paris区中的转折点[J]. 金属学报， 2008， 44（8）: 973-978.

备注/Memo

备注/Memo:

收稿日期：2019-06-14

作者简介：田晨超（1986—），男，陕西富平人，工程师，硕士，主要从事金属材料的检测分析工作。

更新日期/Last Update: 2019-12-25