Page 50 - 理化检验-物理分册2023年第四期
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彭 霜, 等: TC17钛合金圆形开孔平板试样疲劳性能差异原因
图4 K t =2.52试样的裂纹起源位置微观形貌
按照疲劳寿命, 将 K t=2.1的试样从低到高依 Al 、 O 元素[ 见图5i ) ~5 j )], 为氧化铝砂粒嵌入。对
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次排序, 可见1 ~21 试样的疲劳寿命分布相对集 于寿命较短的试样( 1 ~21 ), 裂纹多数起源于孔
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中, 且寿命较短, 22 ~28 试样的疲劳寿命相对较 内壁加工损伤或孔边倒圆角损伤处; 对于寿命较长
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长, 1 试样与 28 试样的疲劳寿命差异较大。对 的试样( 22 ~28 ), 裂纹多数起源于孔内壁亚表面
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K t=2.1的疲劳试样断口进行观察, 形貌如图 5 所 处或试样表面( 非孔内壁) 缺陷处。
示。根据裂纹起源位置不同, 可以将试样分为以下 1.3 粗糙度检测
采用粗糙度检测仪对试样中心圆孔内壁进行粗
4类: ① 裂纹起源于孔内壁加工损伤处[ 见图5a )],
糙度检测, 粗糙度是反映试样表面质量及表面微观几
大多数试样的裂纹均起源于孔内壁加工损伤处; ②
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裂纹起源于孔边倒圆角损伤处 [ 见图 5b )], 9 , 何误差的一个重要标准, 能够实现表面加工沟壑尺寸
18 , 19 , 21 试样的裂纹均起源于孔边倒圆角损 的定量表征, 在外加载荷的作用下, 沟壑底部会产生
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伤处; ③ 裂纹起源于孔内壁亚表面 [ 见图 5c )], 明显的应力集中, 影响试样的疲劳性能 。分别选
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24 , 26 , 27 试样的裂纹均起源于孔内壁亚表面, 取 K t=2.52与 K t=2.1的试样, 对断后试样的中心
裂纹源区与孔内壁距离分别为88 , 69 , 97 μ m ; ④ 裂 圆孔内壁进行粗糙度检测, 检测方向为中心圆孔轴
纹起源于圆孔附近表面加工损伤或砂粒嵌入位置, 向, 检测结果如图6所示( 图中 R v 为一个取样长度
如17 , 28 试样裂纹起源于中心圆孔附近表面加 内, 最大的轮廓谷深; R z 为一个取样长度内, 最大轮
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工损伤处[ 见图5d ) ~5e )], 源区附近平板表面可见 廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度), 各试样内壁R a
明显表面加工损伤[ 见图5f )], 22 , 25 试样裂纹起 ( 一个取样长度内, 轮廓纵坐标绝对值的算术平均值)
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)], 源区 均小于3.2 μ m , 相较而言, K t=2.1试样孔内壁的粗
源于板材试样表面异物嵌入位置[ 见图 5 g
附近平板表面可见明显异物嵌入引起的损伤[ 见图 糙度控制较好, K t=2.52个别试样孔内壁R p ( 一个取
5h )], 同时对异物进行能谱分析, 表明异物主要含 样 长度内, 最大的轮廓峰高) 较高。 各试样疲劳寿命
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