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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bt990.com.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(kuò)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(jī)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(kuò)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(jī)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(kuò)展壽命降低。
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