作者：施晓萌; 张钧贺; 丁振东; 赵振华; 陈康敏外物损伤tc4钛合金航空发动机叶片绝热剪切带
摘要：采用空气炮法以不同直径钢球和速度对TC4钛合金进行模拟外物冲击损伤试验,用超景深三维显微系统和扫描电镜分析了损伤凹坑直径、深度及形貌特征,着重分析了损伤凹坑显微组织及绝热剪切带(ASB)产生规律。结果表明:损伤凹坑直径D和深度H均随钢球直径和速度ν的增大而增大,当达到300 m/s速度,出现明显增大。损伤凹坑边缘宏观呈现材料隆起和挤出,微观为材料滑移、流变、微裂纹和流失的特征变化。冲击能量越大,边缘隆起、挤出越明显,损伤越严重。在微观组织尺度上损伤主要表现为绝热剪切带的产生,随着钢球直径和速度ν的增大,其产生倾向和数量均增加。尤其在凹坑边缘隆起处剪切带宽、分叉多,甚至并排、成群出现。当冲击凹坑深度H约大于180μm时,均会出现绝热剪切带。绝热剪切带的产生也是冲击导致材料的一种隐形损伤,往往成为疲劳裂纹萌生源,严重的直接产生微裂纹,将显著降低叶片的疲劳强度。
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