氢对TC4钛合金电子束焊接头疲劳裂纹扩展速率的影响

2011-03-13刘鹏涛赵秀娟刘昕陈春焕王亚军任瑞铭

航空材料学报 2011年3期

刘鹏涛, 赵秀娟, 刘昕, 齐健, 陈春焕, 王亚军, 任瑞铭

(1.大连交通大学材料科学与工程学院,辽宁大连 116028;2.北京航空制造工程研究所,北京 100024)

电子束焊接是一种先进的高能束流加工技术,具有能量密度高、加热范围窄、焊接变形小、焊缝熔深比大、生产效率高等常规焊接方法无法比拟的优点,被广泛应用于航空、航天、电子及汽车等领域[1]。钛合金因其具有比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等优点,成为航空航天行业不可或缺的结构材料。但钛合金的应用存在一个问题：钛合金极易吸氢,少量的氢可导致材料性能大幅度下降,特别是当钛合金在氢气氛或在一些腐蚀性的液体环境中使用时,容易因溶解的固溶氢或形成的氢化物造成氢脆[2]。由于钛合金电子束焊接构件在设计的使用环境中有吸氢的可能性,因此,研究氢对钛合金疲劳裂纹扩展速率(da/dN)的影响显得十分必要。

目前,国内外学者关于氢影响钛合金疲劳裂纹扩展行为方面的研究较多,已经有大量的研究成果[3～9],多数研究者认为氢对动载下钛合金的 da/ dN有明显的影响,并把疲劳裂纹扩展与氢化物联系起来。但氢对钛合金电子束焊接头疲劳性能影响方面的研究较少。疲劳裂纹扩展速率是决定构件疲劳行为的重要特征参量[10],为此,本工作研究了含氢TC4钛合金电子束焊接头的疲劳裂纹扩展速率,总结了氢对da/dN的影响规律。