Page 85 - 理化检验-物理分册2021年第二期
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DOI : 10.11973 / lh jy -wl202102017
TC6 钛合金安装座荧光显示缺陷原因
詹 平,全琼蕊,谢 善,李 欣
( 中国航发航空科技股份有限公司,成都 610500 )
摘 要: 某 TC6 钛合金安装座在航空发动机上试车后, 拆机进行荧光检查, 在该安装座圆弧处
发现长度约 4mm 的线性荧光显示。采用宏观观察、 微观分析、 金相检验、 硬度测试、 能谱分析等方
法对荧光显示缺陷产生的原因进行了分析。结果表明: 该安装座上的荧光显示缺陷为疲劳裂纹。
安装座圆弧表面在人工砂轮打磨时完整性被破坏, 形成了疲劳裂纹源, 在试车过程中裂纹扩展, 并
与没有完全去除的锻造折叠裂纹相连接, 最终形成了缺陷。
关键词: TC6 钛合金;荧光显示;疲劳裂纹;锻造折叠裂纹
中图分类号: TG115 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 02-0067-04
FluorescentIndicationDefectCausesofTC6TitaniumAllo yMount
ZHANPin g Q UANQ ion g rui , XIEShan , LIXin
,
( AECCAeroScienceandTechnolo gyCo. , Ltd. , Chen g du610500 , China )
Abstract : AfteraTC6titaniumallo ymountrunnin gonaero-en g ine , anditwasdisassembledforfluorescent
ins p ection , alinearfluorescentindication withalen g thofabout4 mm wasfoundatthearcofthe mount.The
causesoffluorescentindicationdefectwereanal y zedb ymeansofmacroobservation , microanal y sis , metallo g ra p hic
examination , hardnesstestandener gy s p ectrumanal y sis.Theresultsshowthatthefluorescentindicationdefecton
themountwasafati g uecrack.Theinte g rit yofthecirculararcsurfaceofthemountwasdestro y eddurin gg rindin g
withartificialwheel g rindin g , andthefati g uecracksourcewasformed.Durin gthetestrun , thecrackp ro p a g ated
andconnectedwiththefor g in g foldin gcrackwhichwasnotcom p letel y removed , andfinall y thedefectformed.
Ke y words : TC6titaniumallo y ; fluorescentindication ; fati g uecrack ; for g in g foldin gcrack
钛合金因具有高比强度、 高热强度及良好的抗 来制造, 但由于钛合金较差的导热性能、 较低的弹性
腐蚀性能、 耐低温性能等优点, 能满足现代航空发动 模量及锻造工艺本身的特点, 使得钛合金锻件易出
机减轻结构质量、 提高结构效率、 增加燃油效率等的 现锻造折叠裂纹缺陷 [ 9 ] 。
需求, 在航空发动机中得到了广泛应用 [ 1-3 ] 。钛合金 某 TC6 钛合金安装座为航空发动机中的重要
的化学活性高, 在磨削加工过程中易产生烧伤等问 连接件, 采用锻造工艺加工成型, 其圆弧处因结构特
题, 当磨削温度达到 600 ℃ 以上时还可能产生磨削 殊而使用手工磨削加工。该 TC6 钛合金安装座在
裂纹( 裂纹方向基本与磨削痕迹相垂直), 同时钛合 发动机上试车后, 拆机进行荧光检查, 发现在该安装
金工件表面易形成富氧 α 相, 导致钛合金的力学性 座圆弧处有 4mm 左右的线性荧光显示。笔者对其
能降低 [ 4 ] 。钛合金工作面的表面形貌、 残余应力、 粗 进行了一系列检验和分析, 找出了该缺陷发生的原
糙度等表面质量对钛合金工件的疲劳寿命 影响很 因, 并提出了改进措施。
大, 其中表面粗糙度越大, 疲劳寿命越低 [ 5-8 ] 。
1 理化检验
许多结构复杂的钛合金工件通常采用锻造工艺
1.1 宏观观察
该 TC6 钛合金安装座的荧光显示呈线性分布
收稿日期: 2020-07-09
作者简介: 詹 平( 1989- ), 男, 工程师, 主要从事金属材料的理 在圆弧处, 如图 1 所示, 为长度 4 mm 左右的裂纹。
可见裂纹呈锯齿状, 基本沿直线扩展, 扩展路径上有
化检验工作, 174449075@ qq .com
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