20机械工程材料
MATERIALS FOR MECHANCAL ENGINEERING DOI:10.11973/jxgccl201711007
2017年11月第41卷第11期Vol,41No,11Nov,2017
TA2钛合金焊接接头不同区域的疲劳裂纹扩展速率
文磊磊，周昌玉，李建，陆磊
（南京工业大学机械与动力工程学院，南京211816）
摘要：对TA2钛合金焊接接头的母材区、熔合线、焊缝中心和热影响区的疲劳裂纹扩展速率、疫劳断口形貌以及显微组织进行了研究。结果表明：接头各区域的疲劳裂纹扩展速率相差不大，可直接用焊缝区的裂纹扩展速率表示；各区域试样的断口呈典型的疲劳断口形貌；母材区的平均晶粒尺寸约62.8um，热影响区的约为110um，晶粒尺寸对疲劳裂纹扩展速率没有明显影响。
关键词：TA2钛合金；焊接接头；疲劳断口；疲劳裂纹扩展
中图分类号：TG146.4
文献标志码：A
文章编号：1000-3738(2017)11-0039-06
Fatigue Crack Propagation Rates in Different Zones of
TA2 TitaniumAlloyWeldedJoint WEN Leilei, ZHOU Changyu, LI Jian, LU Lei
(College of Mechanical and Power Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, China)
Abstract; The fatigue crack propagation rate, fatigue fracture morphology and microstructure in base metal， fusion line, weld center and heat affected zone of TA2 titanium alloy welded joint were studied, The results show that the fatigue crack propagation rates in different zones of the joint had small difference and thus could be directly presented by the crack propagation rate of the weld zone, The fracture of samples from different zones illustrated typical fatigue fracture morphology. The average grain size of the base metal was about 62.8 μm, and that of the heat affected zone was about 110 μm. The grain size had little influence on the fatigue crack propagation rate
Key words: TA2 titanium alloy; welded joint; fatigue fracture; fatigue crack propagation
0引言
钛及钛合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性能好、工艺性能好等特点，近些年在航空航天、船舶、医药、化工等领域的需求量增长很快，尤其是在航空航天领域，年需求量增长幅度达到41.2%。根据退火态组织的不同，钛合金可分为α钛合金（TA)、α十 β钛合金(TC)和β钛合金(TB)这三类。TA2钛合金属于α钛合金，为密排六方晶体结构，具有很高的比强度、高温性能及断裂韧性2-3，因此得到了广泛的应用4]。
疲劳断裂是金属焊接结构失效的主要形式[5-6]，一且发生疲劳破坏事故，往往会带来巨大的损失[刀。收稿日期：2016-12-09；修订日期：2017-08-23
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51475223，51675260 作者简介：文磊磊（1991一），男，安徽安庆人，硕士研究生
导师：周昌玉教授万方数据
史耀武等[8)和ZHANG等[9分别研究了HG80钢和AZ31B镁合金焊接接头的疲劳裂纹扩展行为，发现：HG80钢的疲劳裂纹扩展速率对钢板轧制方向不敏感，且其焊缝及热影响区的扩展速率低于母材的；AZ31B镁合金因具有较强的各向异性，其裂纹扩展速率随裂纹扩展方向的不同而有所差异。黄嘉等[10]在23和650℃下对GH4169高温合金惯性摩擦焊接头进行了疲劳裂纹扩展试验，发现焊缝的裂纹扩展速率低于母材的，且较高温度下的裂纹扩展速率较快。薛彬等[!]对ADB610钢焊接接头母材、热影响区及焊缝区的疲劳裂纹扩展速率进行了研究，发现在裂纹扩展初期，焊缝和热影响区的裂纹扩展速率明显低于母材的，且焊缝的裂纹扩展速率比热影响区的低；在裂纹扩展后期，3个区域的裂纹扩展速率相近。李行志等12]和OH等[13]分别研究了TA15钛合金电子束焊接接头和Ti-6A1-4V钛合金氢弧焊、电子束焊焊接接头的显微组织与疲劳
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