TiAl金属间化合物缺口断裂性能

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1、第31卷第9期航空学报V01．31No．92010年9月ACTAAERONAUTICAETASTR()NAUTICASINICASept．2010文章编号：looO一6893(2010)09—1900—07TiAI金属间化合物缺口断裂性能乐献刚，周朝辉，马岳，宫声凯(北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京100191)NotchFracturePropertiesofTiAlIntermetallicCompoundsYueXian’gang，ZhouZhaohui，MaYue，GongShengkai(Scho

2、olofMaterialsScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijingi00191，China)摘要：TiAI合金作为准脆性材料，在其服役过程中由于缺口的存在使得断裂对缺r丁非常敏感，严重降低了其使用性能，因此需要研究TiAl合金在缺口作用下的断裂性能。采用带缺口的组合拉伸试样研究了温度和拉伸速率对具有近全片层组织Ti一48A1—2Cr-2Nb合金缺口断裂性能的影响。结果表明，室温下TiAI合金对缺口非常敏感，

3、随着温度的升高，TiAI合金对缺口敏感性降低，当温度为800℃时，TiAI合金对缺口不敏感。TiAl合金在低温区塑性变形是通过位错滑移和变形孪晶引起的，高温下是由扩散控制的位错攀移作用引起的。研究还表明，200℃下拉伸速率较低时TiAl合金对缺口不敏感，当拉伸速率增加到较高时，TiAI合金对缺口很敏感。关键词：TiAl；断裂性能；缺口敏感性；温度；拉伸速率中图分类号：V252；TGl46．4文献标识码：AAbstract：Asaquaisi—brittlematerial，TiAlalloysareverysens

4、itivetOnotchessincetheirexistencemaycausefracturewhichmayreduceseriouslytheserviceperformanceofthealloy．ThereforeitisnecessarytostudythefracturepropertiesofTiAIalloyswithnotches．Inthisarticle，astudyisconductedontheinfluenceoftemper—atureandtensilerateonthenotc

5、hfracturepropertiesofTi-48AI·‘2Cr-2Nbwithnearfulllamellarmicrostruc‘-turesusingthecombinedtensilespecimenswithnotches．ThestudyindicatesthatTiAIalloyspossessnotchsensitivityatroomtemperatures，butthatthenotchsensitivityofTiAIalloysisreducedathighertempera—tures．

6、Whenthetemperaturereaches800℃．thealloysexhibitlittlesensitivitytonotches．Theplasticde-formationofTiAlalloysmaybecausedbydislocationslidingandmechanicaltwinningatlowertemperatures，whileathighertemperaturesitmaybecausedbydislocationclimbingcontrolledbydiffusion．

7、ThestudyalsoindicatesthatTiAIalloyspossessnonotchsensitivityatlowertensileratesat200℃。whiletheybecomesensi—tiveasthetensilerateincreases．Keywords：TiAl；fractureproperties；notchsensitivityttemperature；tensilerate现代航空航天发动机和汽车发动机对高效、节能和清洁的紧迫要求推动了对低密度高温结构材料的探索和研制[1

8、-4]。7-TiAl基合金作为一种新型高温结构材料，由于具有低密度、高弹性模量、高的使用温度以及良好的高温抗氧化性能而引起广泛关注，被认为是航空航天和汽车工业用理想的轻型高温结构材料[5。7]，尤其是可作为低压涡轮叶片的候选材料。但是其室温塑性较差，导致材料缺陷敏感及脆性断裂阻碍TiAI基合金作为高温结构材料的实际应用[8]。TiAl作为准脆性材料，在其用于