Ti35421钛合金低周疲劳性能研究文献综述
2020-04-29 19:05:04
文 献 综 述 1.选题的目的和意义 钛合金不仅比强度高,而且具备良好的耐腐蚀性、低温性能和焊接性能等适用于深海环境的特性[1-2],在载人潜水器、深海油气工作站、深水潜艇等深海装备领域得到了广泛应用。
随着海洋工程领域对于高强高韧钛合金材料的需求日益增加,研发出新型海洋用低成本高强高韧钛合金势在必行。
用廉价的Fe元素取代昂贵的V元素已成为降低钛合金成本的重要发展方向。
Ti-B19合金是我国西北有色金属研究院自主研发的高强高韧钛合金[3],强度、塑性以及断裂韧性的匹配关系良好,耐海洋环境腐蚀且具有一定的可焊接性能。
经过固溶时效热处理后的Ti-B19锻件,抗拉强度超过1250MPa,塑性超过6%,断裂韧性可以达到 70MPa#183;m1/2。
根据Mo当量计算可知,当Fe含量在1%左右,Mo当量在10左右时,新合金的性能最好,此时新合金的名义成分是Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe(Ti-35421),根据金相法和差示扫描量热法,确定Ti-35421合金相变点为803℃。
钛合金是深海载人装备的重要材料,保障着深海耐压结构的安全。
材料强度的提升往往伴随着塑性和断裂韧性的下降[4],深海耐压结构的设计和校核需要考虑由于低周疲劳引起的结构失效。
与应力-寿命评估方法相比,应变-寿命方法能够更加准确地描述结构周期性过载引起的局部塑性变形[5]。
2.国内外研究现状 一般情况下,高强高韧钛合金是指抗拉强度超过1000MPa,断裂韧性超过55MPa#183;m1/2的钛合金,包含亚稳β型、近β型和富β稳定元素的(α β)型[6]。