全层TiAl基合金平板拉伸连续卸载试验

对TiAl基合金在经历多次拉伸卸载以后宏观性能和微裂纹面密度的变化进行了详细研究。结果表明:在载荷控制下的试验中,随着卸载应力的增加,裂纹面密度并没有增大,即在这种加载方式下材料损伤程度并不能用微裂纹面密度来衡量。在载荷控制连续加载-卸载过程中,弹性模量并没有降低,说明微裂纹损伤引起的体积效应在此过程中比较弱。当在较高应力下卸载时,断裂应力fσ、断裂应变fε和单位面积断裂功Uf开始减小,这是因为微裂纹损伤引起的面积效应仅仅表现在断裂面上,所以在此过程中面积效应较为明显,导致断裂应力降低。

全层TiAl合金裂纹扩展阻力的研究

本文通过对直缺口两个层团厚度拉伸试样的扫描电镜原位拉伸实验、相应的断裂表面观察以及有限元计算研究了全层铸状TiAl基合金组织的裂纹扩展机理。研究表明:为了扩展主裂纹,外加载荷需要增加。外加载荷的增加一方面归功于试样表面观察到的主裂纹并没有穿透整个试样厚度,另一方面因为应力场由缺口控制,只有随着外加载荷的增加,扩展的裂纹尖端才保持一定的应力。当两个层团的位向使裂纹从沿层扩展过渡到穿层扩展时,裂纹扩展阻力才提高。