航空用鈦合金的失效及其預防

內容簡介

20世紀90年代中期，相繼發生了幾起鈦合金零部件在服役條件和試車過程中的失效，且暴露出一系列共性的問題。這些現象引起了人們的高度重視，認識到必須儘快就鈦合金失效特徵及模式，尤其是試車和使用過程中出現的失效，包括在製造過程中常見的缺陷及其預防措施進行收集、歸納、總結，填補目前在該領域的空白，以免在今後鈦合金使用過程中出現失效時束手無策。基於此，本書第1版於2002年9月出版，填補了國內沒有關於鈦合金失效分析及其預防方面專著的空白。第1版在簡要介紹鈦及其合金金屬學基礎以及組織性能關係的基礎上，著重介紹了鈦合金及其零部件的失效特徵、模式、機理及其預防；介紹了鈦合金零部件在製造過程中的常見缺陷及其形成機理、檢測及其預防技術；同時介紹了鈦合金的缺陷敏感性及其損傷容限，也突出了提高鈦合金加工質量和表面完整性的新穎的強化技術與方法。

經過近10年的發展，鈦合金在我國發展十分迅速，包括TA15、TA16、TB3、TB6、TC18、TC21、Ti60等各類鈦合金材料新牌號得到大力的研製，並且在各行業的套用範圍也大大增加，特別是在航空領域，不僅發動機壓氣機葉片、盤和風扇葉片以及機匣等廣泛採用了鈦合金材料，而且飛機結構中採用鈦合金結構件，包括鈦合金焊接結構件也越來越廣泛，如作為飛機加強框和尾梁等。目前廣泛套用的還有鈦合金緊固件、鈦合金管材等。第1版中，較多的內容是針對發動機用鈦合金材料與構件，特別是在失效現象和模式等方面。隨著科學技術不斷發展，新的鈦合金材料和結構在工程上得以不斷套用，其失效特徵以及在新的使用環境下的失效行為有了一些新的現象和模式。增加了鈦合金的一些新的失效現象和模式，特別是結構用鈦合金材料與構件的失效，以及與鈦合金材料損傷相關的一些新的研究成果。增加的內容主要包括：鈦合金焊接接頭的疲勞斷裂行為及其基本特徵，以及原始疲勞質量的計算模型、影響因素；鈦合金溫色對比的基本理論，以及相關的研究成果，並給出了TC4鈦合金溫色變化規律與特徵；鈦合金超高周疲勞行為；鈦合金高周疲勞斷裂新現象；鈦合金氣蝕損傷、失效特徵與判據；鈦合金的銅脆和銀脆、鈦合金應力腐蝕失效新現象；表面強化對鈦合金疲勞性能的影響規律、殘餘應力變化及其對疲勞性能的影響規律，表面強化後疲勞斷裂特徵；增加了新發現的金屬和非金屬夾雜缺陷分析及圖片；鈦合金鍛造摺疊缺陷失效判據，特別是鈦合金緊固件鍛造摺疊和脆性斷裂；鈦合金超溫對性能影響；鈦合金的氮污染；鈦合金鈦火失效；鈦合金富氧層疲勞開裂現象和斷裂特徵等。

編輯推薦

本書修訂部分主要由陶春虎、劉昌奎、繆宏博、劉新靈、李瑩撰稿，北京航空材料研究院的何玉懷、劉德林、陳星、劉高揚、張兵等提供了大量的資料和圖片。中國工程院徐濱士院士和鐘群鵬院士對本書給了很高的評價。作者向為本書修訂出版作出貢獻的所有老前輩和科技工作者致以衷心的感謝。作者也衷心感謝範金娟、姜濤、劉麗玉、趙文俠、鄭真、孔煥平等中國航空工業集團公司失效分析中心的一批年輕技術骨幹為本書修訂出版付出的辛勤勞動。本書共分為六章，全書由陶春虎研究員負責統稿，曹春曉院士負責全書的內容審定。由於作者水平的限制，本書的不足在所難免，懇請讀者提出批評指正。願本書的出版能為我國鈦合金更廣泛地安全套用提供一點幫助。

航空用鈦合金的失效及其預防

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