Page 79 - 理化检验-物理分册2022年第四期

黄雄荣, 等: 钛合金杆端体断裂原因

图 14 杆端体基体组织微观形貌
-2008 的要求, 显微组织正常; 断口平坦, 有明显的
裂纹起始区、 扩展区和终断区, 存在疲劳辉纹和韧
窝, 杆端体整体表现为疲劳断裂。
钛合金杆端体和轴承外圈的装配面在循环拉压
载荷下, 局部发生微动磨损, 表面出现氧化、 锈蚀和
剥落, 叠加杆端体内孔出现表面加工损伤, 在内孔的
薄弱处诱发开裂, 并最终断裂。同时, 由断面两个裂
纹源不同形貌可推断, 杆端体在疲劳试验过程中两
图 11 断面终断区形貌
端的受力不均衡。
钛合金相对钢铁材料, 其断裂韧性低、 缺口敏感
性高, 这也是对 05Cr17Ni4Cu4Nb和 TC4 两种材料
杆端 体 进 行 试 验 时, 钛 合 金 TC4 先 开 裂 的 原 因
之一。

3 结语和建议

钛合金杆端体断裂的原因主要是杆端体耳环和
轴承外圈之间发生微动磨损, 叠加杆端体内孔的表
图 12 断面左侧的杆端体端面微观形貌
面加工损伤, 在循环载荷下, 杆端体内孔的薄弱处萌

生裂纹, 并不断扩展最终发生断裂。
在存在微动磨损的配合工作面, 应提高加工表
面质量, 并加强表面强化处理, 来延缓微动磨损造成
的失效。

参考文献:
[ 1 ] 黄雄荣, 王鹏, 任颂赞 . 某杆端自润滑关节轴承断裂原
图 13 平行于断面的内孔截面表面裂纹微观形貌 因分析[ J ] . 理 化 检 验 ( 物 理 分 册), 2020 , 56 ( 4 ): 68-

织( 见图 14 ), α相趋于平行分布, 且被拉长、 大小不 71.
[ 2 ] 朱知寿 . 新型航空高性能钛合金材料技术研究与发展
一 [ 3 ] 。

[ M ] . 北京: 航空工业出版社, 2013.
2 原因分析与讨论 [ 3 ] 唐慧艳, 黄雄荣, 张铁军 . 自润滑关节轴承的静载荷试
验与热 处 理 工 艺 改 进 [ J ] . 理 化 检 验 ( 物 理 分 册 ),

断 裂 杆 端 体 的 化 学 成 分 符 合 标 准GJB2218A
2020 , 56 ( 11 ): 12-15 , 38.

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