林有智
,
傅高升
,
曹睿
,
陈剑虹
,
胡大为
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.02.024
通过对γ-TiAl基合金压缩断裂及压缩卸载试验和试样断口与表面的扫描电镜(SEM)观察,分析压缩应力对裂纹产生、扩展及裂纹形态的影响,进而对该材料的压缩损伤与断裂行为进行较为深入的研究.压缩试验是室温下在Instron 1341试验机上进行的.结果表明,损伤起始于材料的塑性区载荷下降阶段,材料在断裂前发生很大的塑性变形,其压缩时有较大的塑性缓冲;随着压缩卸载应力的增大,观察到的试样表面裂纹依次增多或扩展增长,材料损伤的程度与压缩应力成正比.在压缩试样断口的中部发现存在的一个纵向韧带,当外加载荷增加,两个由压缩接触端面起裂的倾斜剪切裂纹扩展到试样中部,然后通过剪切穿过纵向韧带而连接,并诱发试样的完全脆性断裂.两个端面的切应力是裂纹形成的主要控制因素.该材料的压缩性能比拉伸性能更佳的主要原因是由于压缩时材料的损伤起始于塑性阶段,产生沿45°方向剪应力最大方向的剪切断裂和沿着压缩轴方向的准解理断裂的混合形式,而普通拉伸时材料损伤起始于弹性阶段,发生完全脆性解理断裂,在低应力下试样就会断裂.
关键词:
TiAl基合金
,
压缩
,
损伤行为
,
断裂行为
,
裂纹
林有智
,
曹睿
,
李雷
,
陈剑虹
,
胡大为
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2007.02.003
通过拉伸、压缩、弯曲实验分析研究了全层(FL)组织TiAl基合金的断裂机制. 研究发现: 拉伸和压缩时材料抵抗裂纹的扩展能力不同, 抗压强度远高于抗拉强度, 这是由于两者的变形及断裂机制不同. TiAl基合金拉伸断裂机制为脆性解理断裂, 压缩变形断裂是剪应力和正应力共同作用下的断裂, 是准解理断裂. TiAl基合金的缺口弯曲断裂方式也为解理断裂, 其断裂过程是先在缺口处产生微裂纹, 一旦裂纹在缺口根部产生, 由于材料已积累足够的能量使得材料快速失稳解理断裂.
关键词:
TiAl合金
,
断裂机制
,
拉伸
,
压缩
,
弯曲
林有智
,
周少秋
,
曹睿
,
陈剑虹
机械工程材料
对TiAl基合金试样进行了拉伸疲劳试验,并进行了断口观察,探讨了该合金的拉伸疲劳断裂的机理.结果表明:该合金断口上有很明显的河流花纹走向和唯一的起裂源,断口以沿层面为主,穿层面只占少数;裂纹源通常位于断口表面的角落处,然后裂纹沿多个方向解理扩展至试样边缘,最后发生脆性解理断裂;其断裂机理是在疲劳拉仲载荷作用下,在应力较高处沿层裂纹开始出现,裂纹在应力循环作用下不断扩展,直至疲劳裂纹的长度达到与疲劳外加力所匹配的临界裂纹长度(即满足Griffiths条件)时,试样整体解理断裂.
关键词:
TiAl基合金
,
拉伸疲劳
,
断口
,
断裂机理
曹睿
,
林有智
,
陈剑虹
,
稀有金属材料与工程
通过对弯曲疲劳断裂宏观试验结果以及相应的卸载表面观察和断口观察分析研究,发现在疲劳加载的过程中,首先在缺口根部产生裂纹,裂纹在应力循环的作用下不断扩展,直至疲劳裂纹的长度达到与疲劳外加力所匹配的临界裂纹长度时,突然发生整体解理断裂.在一定应力下的疲劳弯曲加载试验中,随着循环次数的增加,产生的裂纹变长,即产生的损伤严重,疲劳区域变宽,其断裂机制是疲劳区各裂纹单向扩展,解理区起裂源分散扩展直至断裂.对于循环次数较小的材料,其断裂机制是具有发散扩展路径的起裂源直接产生于缺口根部,然后分散扩展直至断裂,在其扩展的路径上并不因疲劳区与解理区而有任何的不同.
关键词:
TiAl合金:弯曲疲劳
,
断裂机制
