钛合金β晶粒生长规律及晶粒尺寸对损伤容限性能的影响

摘要

分别对α+β两相区及β单相区锻造的TC4合金在相变点以上温度保温,然后对不同温度条件下原始β晶粒尺寸进行统计,并测试了几种不同晶粒尺寸下的疲劳裂纹扩展速率及断裂韧性。晶粒尺寸统计结果显示:原始β晶粒尺寸不仅与热处理温度和时间有关,也与锻造工艺有关。原始β晶粒尺寸与保温时间呈指数关系;在1h条件下原始β晶粒尺寸并不总是随温度的升高一直增大,在某个温度范围内有一极值;锻造工艺不同,原始β晶粒尺寸波动也不同。从晶粒生长的热力学及动力学两方面对上述现象进行了分析。力学性能结果显示晶粒尺寸对裂纹扩展速率及断裂韧性均有影响,并对影响机理进行了分析。