钛合金疲劳强度退化的机理和对策研究

对有代表性、用途广泛的8种国产钛合金进行多种条件下的疲劳试验，并用扫描电镜和透射电镜分析断口形貌和组织结构，把宏观性能和微观机理结合起来，提出钛合金疲劳损伤和寿命预测的理论模型。除了金属疲劳过程的一般规律外，工业纯钛和钛合金中的α相因具有六方晶体结构而其自身特点，即在循环变形中有孪晶形成，且常伴随有微裂纹，这是钛合金疲劳损伤和性能退化的重要机理。此外，在热循环中也有孪晶形成。但孪晶也有积极的作用。工业纯钛和某些α钛合金在低温直至液氮温度，不仅强度提高，其塑性也提高，我们称之为“孪生诱导塑性”。理论和实验证明：加入能降低α相中层错能的合金元素，就能获得轻质、高强、高韧、低温疲劳性能好的钛合金。