《表1 微织构/集束组织对不同钛合金保载疲劳敏感性的影响》

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《钛合金保载疲劳的影响因素与研究进展》

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钛合金通常可以采用不同的热工艺形成不同的显微组织，常见的组织形态为等轴组织、双态组织、魏氏组织和网篮组织[27]。钛合金保载疲劳敏感性与初生α相体积分数、α晶粒尺寸、微织构的密度及取向分布等组织形态相关[17，18]。对于双态组织或等轴组织，保载疲劳敏感性会随着初生α相体积分数发生变化[20，28]。例如文献[28]对Ti60合金试验研究表明，当固溶温度越接近β相变点，获得的初生α相含量越少，保载疲劳寿命越高，也越接近循环疲劳寿命。目前，大量研究表明钛合金中微织构与保载疲劳敏感性存在非常强的相关性[13，16-18，20，28-34]，微织构/集束组织对α+β及β处理的几种钛合金保载疲劳敏感性的影响规律如表1所示。相比双态或等轴组织，采用β处理工艺获得的Ti6242合金魏氏和网篮组织具有明显较低的保载疲劳敏感性。对于α+β处理的Ti6242合金，保载疲劳敏感性随微织构分布密度的增大而显著增大，当然这也与初生α相体积分数增加有关。当排除初生α相体积分数的差异，Ti-600合金随着微织构密度的提升，保载疲劳敏感性增加近2倍左右。对β处理的Ti6242试验数据也表明即便是对保载疲劳不敏感的网篮组织，当混有微织构晶粒结构时，也会增加敏感性。当存在大量的这种α集束组织时，Ti685保载疲劳敏感性比网篮组织增加超过10倍。微织构的形成主要与钛合金的α相以及在热加工和后续热处理的组织演变相关[35-38]。当钛合金从β相区以较慢的速度冷却时，会增加这种集中取向晶粒的密度[18，19]，所以控制β处理工序的冷速对于消除这种微织构极为重要。但对于发动机盘用的大规格棒坯，往往受截面厚度的影响，要想获得理想的冷速通常比较困难[18]，需要在工艺设计方面采取有效的措施。