TC4ELI钛合金疲劳裂纹路径偏折与寿命提升机制

作     者：于培师 赵宇翔 吴连生 卞家坤 赵军华 郭万林 YU Peishi;ZHAO Yuxiang;WU Liansheng;BIAN Jiakun;ZHAO Junhua;GUO Wanlin

作者机构：江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室无锡214122 江苏省微纳增减材制造工程研究中心无锡214122 江南大学机械工程学院无锡214122 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2023年第59卷第16期

页      码：72-81页

摘      要：作为深海载人装备结构的优选材料,TC4ELI(Extra-low-interstitial低间隙元素)钛合金的抗疲劳裂纹扩展性能至关重要。对TC4ELI的疲劳裂纹扩展行为进行系统测试与原位观测,同时选取传统TC4钛合金进行对比试验。结果显示,与TC4相比,TC4ELI具有更高的疲劳裂纹扩展寿命;同时,原位观察发现,TC4ELI的疲劳裂纹扩展存在明显偏折现象,导致裂纹路径比TC4更为曲折。进一步,综合利用微观表征手段对TC4ELI疲劳断口、材料组份、裂纹路径区域微结构进行系统的分析。在此基础上,利用有限元模拟计算裂纹扩展驱动力随偏折角度的变化规律,并分析裂纹偏折对TC4ELI疲劳扩展寿命的影响机理。研究对TC4ELI深海装备结构的损伤容限设计提供了参考。

主 题 词：TC4ELI钛合金 深海装备 疲劳裂纹 路径偏折 寿命提升 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2023.16.072

馆 藏 号：203124325...