何宇鑫, 马玉娥, 曹瑞

(西北工业大学 航空学院, 陕西 西安 710072)

TC11钛合金是一种综合性能良好的α-β型钛合金。因其在500℃下既有良好的高温性能，又有满意的工艺性和热稳定性，TC11是我国发动机使用最多的钛合金材料，主要应用在航空发动机的零件，如叶片、盘件鼓筒和轴类等。近年来，工业设备逐步向着高温、高压等严酷服役条件方向发展，部分设备核心部件的工作环境已经到达材料所能承受的极限。研究显示，在高温环境下，蠕变断裂是金属构件的主要失效形式[1]。因此，研究高温下TC11的蠕变损伤及裂纹扩展具有重要意义。

针对钛合金等高温材料的蠕变行为分析，国内外诸多学者进行了不同层面的研究和探讨。Gaurav等[2]研究了硼元素对TC4钛合金的蠕变特性的影响，研究发现硼元素的添加导致材料的微观结构发生细化，提高了抵抗位错的能力，从而使得材料抵抗蠕变能力增强。Adriano等[3]研究了激光处理对TC4蠕变行为的影响，研究发现材料表面的氧化程度越低其蠕变寿命越长，表面处理强烈影响TC4的蠕变性能。马晓健[4]对500℃下TC11进行了单轴及多轴蠕变试验，并基于小变形分析预测了TC11的蠕变寿命。Xiang等[5]提出了一种非线性超声测量方法来表征钛合金的蠕变行为，研究结果表明沉淀与位错的相互作用是导致钛合金蠕变的主导因素。Hyde等[6]对600℃下的316不锈钢进行了紧凑拉伸式样的蠕变裂纹扩展试验，并使用单元失效技术模拟了蠕变裂纹扩展，模拟结果与试验结果吻合良好，证明了基于损伤力学的单元失效技术的可靠性。……