《熱暴露TiAl合金表面缺陷和裂紋在交變載荷下的行為機制》是依託西南交通大學，由黃澤文擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：熱暴露TiAl合金表面缺陷和裂紋在交變載荷下的行為機制
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：黃澤文
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過系統揭示低、中、高屈服強度的多種成分的TiAl合金在700oC, 10000小時大氣熱暴露時內在組織的變化規律和表面氧化層的形成規律，深入研究一系列TiAl合金在不同熱暴露狀態（a.無熱暴露, b.熱暴露內部組織變化, c.熱暴露內部組織變化＋表面氧化）下，在表面存在加工缺陷、短裂紋、各種應力集中時，這些表面缺陷與條件疲勞強度的定量關係，以及控制機理。從本質上理解疲勞樣品表面短裂紋穩定存在，啟裂，失穩等力學行為特徵，揭示合金的化學成分、性能、組織結構和表面特徵對這些行為的作用機制。此外，通過熱暴露氧化研究，建立不同化學成分不同強度級別的多元TiAl合金在700oC，10000小時大氣熱暴露全過程中的氧化動力學曲線，系統揭示出氧化層的形成規律。通過對一系列TiAl合金在交變載荷下的缺陷和裂紋行為的研究，總結控制這些行為的內在規律，為TiAl合金的安全穩定的套用提供參考。
結題摘要
本課題研究了一種高強度TiAl合金的四種加工表面的樣品在700ºC，10000小時熱暴露前、後的交變疲勞行為。揭示了最大受力面上存在的加工缺陷、短裂紋和應力集中對該合金的疲勞裂紋萌生抗力的影響機制。研究發現，當交變最大應力低於合金的條件屈服強度時，最大受力面上不易出現局部區域塑性變形，軟位向啟動位錯滑移導致微裂紋萌生的機制變得困難。在這樣的情況下，最大受力面的表面質量變得極為關鍵。表面存在缺陷，微裂紋，應力集中，相當於使合金在交變應力下邁過裂紋萌生階段，直接進入裂紋擴展階段。 該課題同時發現，長期熱暴露會導致該合金出現“熱暴露強化”現象。研究認為，這與樣品長時間處於高溫環境中所引起的應力弛豫效應有關，而且應力弛豫現象帶來的有利效果大於表層氧化產生的不利效果。研究發現，熱暴露增強的幅度與樣品表面加工質量呈反向關係。樣品原始狀態越差，熱暴露對其造成的應力弛豫效果越明顯，熱暴露增強幅度越大。研究還證實，熱暴露並未改變加工方式對疲勞性能的影響的原有趨勢。熱暴露後，樣品的疲勞強度仍然呈現電解拋光＞噴丸＞直接線切割＞V型缺口的總體規律。
