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氫對Ti-4Al-2V鈦合金疲勞壽命影響的研究
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.85978597.cn
更新時間：2015-11-13
鈦合金材料的疲勞壽命是由疲勞裂紋萌生壽命和裂紋擴展壽命組成的，光滑試樣的裂紋萌生壽命可以占到整個疲勞壽命的80%。氫對鈦合金疲勞行為尤其是疲勞裂紋萌生機理具有重要影響，研究人員采用變截面薄板試樣，研究了四種氫含量對Ti-4Al-2V鈦合金疲勞壽命的影響。
鈦合金材料的疲勞壽命是由疲勞裂紋萌生壽命和裂紋擴展壽命組成的，光滑試樣的裂紋萌生壽命可以占到整個疲勞壽命的80%。氫對鈦合金疲勞行為尤其是疲勞裂紋萌生機理具有重要影響，研究人員采用變截面薄板試樣，研究了四種氫含量對Ti-4Al-2V鈦合金疲勞壽命的影響。當(dāng)拉伸疲勞載荷Δσ大于550MPa時，含氫116～280wppm的材料的疲勞壽命高于自然含氫量的材料。在較大的Δσ下，含氫量在116～280wppm范圍內(nèi)變化時對Ti-4Al-2V的壽命影響較小。對280wppm的試樣，較大的Δσ以萌生棱邊裂紋為主，較小的Δσ傾向于在晶界氫化物位置萌生裂紋。研究人員認(rèn)為材料中固溶的氫導(dǎo)致駐留滑移帶(PSB)進(jìn)一步軟化，以及氫化物對PSB的阻礙作用導(dǎo)致氫化物與基體分離而成為裂紋源，是造成充氫試樣的疲勞壽命降低的原因;含氫280wppm的Ti-4Al-2V材料在疲勞載荷較低時發(fā)生氫化物的重溶，氫原子向主裂紋尖端聚集并通過應(yīng)力誘導(dǎo)析出氫化物，使裂紋擴展壽命降低。
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