一种TiAl合金的高温疲劳-蠕变交互力学行为与寿命预测方法

摘要

针对TiAl合金开展750℃ 条件下的低周疲劳(low cycle fatigue,LCF)和疲劳-蠕变交互(creep-fatigue interaction,CFI)性能实验,所有实验均采用应变控制,应变比为–1,应变幅为0.4% 且保持恒定,应变速率为1×10–3 s–1.对TiAl合金在高温LCF和CFI实验条件下的应力-应变稳态迟滞环、循环硬化/软化、应力松弛和寿命进行研究和对比分析,并采用Morrow修正方法和本工作提出的统一寿命预测模型对TiAl合金的高温LCF和CFI寿命进行预测,最后对TiAl合金的高温LCF和CFI试样的失效机理进行分析.结果表明:(1)与高温LCF相比,TiAl合金的CFI性能在应力-应变稳态迟滞环、循环硬化/软化现象、应力松弛行为和寿命等方面均有明显区别;(2)Morrow修正方法不能对TiAl合金的高温LCF和CFI寿命进行准确预测,而本工作提出的统一寿命模型预测寿命位于实验寿命的 ±1.5倍分散带以内,预测能力较高;(3)TiAl合金高温LCF和CFI裂纹均萌生于试样表面,TiAl合金高温LCF试样呈现出穿晶断裂特征,而其CFI试样呈现出穿晶和沿晶的混合断裂特征.