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锻造工艺对TC4-DT和TC21损伤容限型
钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响王新南1，朱知寿1，童路1，周宇2，周晓虎3，俞汉清4
(1.北京航空材料研究院，北京100095)
(2.天津大学，天津300085)
(3.红原航空锻铸工业公司，陕西三原713801)
(4.西北工业大学，陕西西安710072)
摘要：研究了不同锻造工艺（近βB锻造、准β锻造、两相区锻造)对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响，对比分析了不同锻造工艺的微观组织和疲劳裂纹扩展路径的关系。研究结果表明，与两相区锻造和近β锻造相比，TC4-DT和TC21钛合金经准β造后的疲劳裂纹扩展速率最低。准B锻造的锻件疲劳裂纹
扩展路径曲折程度大，断口表面粗稳度大，有效地降低了疲劳裂纹扩展速率。关键词：损伤容限型钛合金；TC4-DT：TC21；锻造工艺；疲劳裂纹扩展速率
中图法分类号：TC335.5，TC146.2*3 1引言
文献标识码：A
文章编号：1008-5939(2008)07-012-05
有很优异的电子束焊接性能，适合制造大型整体化的框、梁和接头类等航空构件。
针对新一代飞机长筹俞和损伤容限/耐久性的设计发展需求，“十五”期间我国立项研制了新型的中强高损伤容限型钛合金TC4-DT：并研发了具有我国自主知识产权的高强韧损伤容限型钛合金TC21。这两种合金形成了强度高低搭配、性能优势互补的损伤容限型飞机结构用钛合金系列。
TC4-DT钛合金具有中等强度(200mm厚度或直径大规格尺寸坏料R.≥825MPa）、高韧性（Kc≥ 90MPaVm）、高损伤容限和长疲劳寿命等综合性能相匹配。和其他中等强度钛合金相比，在强度、塑性水平相当的条件下，TC4-DT钛合金具有相当高的断裂韧度和抗疲劳裂纹扩展能力，其性能与美国第四代战机F-22上用量最大的损伤容限型钛合金Ti-6A1-4VELI相当。此外，TC4-DT钛合金具
收稿日期：2008-06-25
TC21钛合金具有高强度（Rm≥1100MPa）、高韧性（Kc≥70MPaVm）、高损伤容限（较低的疲劳裂纹扩展速率da/dN值和较高的疲劳裂纹扩展门槛值△K)和优异的抗疲劳性能（优于普通TC4、TA15 等中等强度钛合金）等综合性能相匹配。与美国第四代战斗机F-22上大量应用的Ti-6-22-22高强高损伤容限型钛合金的性能相当，但良好的焊接性能弥补了Ti-6-22-22钛合金焊接工艺性能差的缺陷，是目前我国高强韧钛合金综合力学性能匹配最佳的钛合金，适用于新一代战机的中后机身、机翼、发动机附近和起落架等部位对强度及耐久性要求高的重要或关键承力部件。
疲劳裂纹扩展速率是衡量材料损伤容限性能的
一个重要参量，它反映了已损伤材料的疲劳性能，
基金项目：国家预先研究计划资助项目（51312010305B)和航空基础科学基金资助项目（03G21008）
作者简介：王新南，女，1980年生，硕土，北京航空材料研究院，北京100095，电话：010-62496630