白明远，范金娟

(中国航发北京航空材料研究院，北京 100095)

1 引 言

钛合金具有密度小、比强度高、工作温度范围宽、耐介质腐蚀和良好的生物相容性能，在航空、航天等领域得到了广泛的应用[1]。钛合金本身就是一种贮氢合金，极易因吸氢而造成脆化或开裂(氢脆)[2-4]。钛合金虽是对氢不敏感的合金，但过量吸氢会使强度增加，塑韧性下降，最终使材料产生氢脆而导致破裂失效[5-9]。

材料中氢引起的氢脆分为不可逆氢脆和可逆氢脆。不可逆氢脆的机理已有一致认识，但对于可逆氢脆，仍有很大争议。金属氢脆表现形式主要有两大类[10-17]：一类是延迟断裂；另一类是材料性能变坏、变脆。合金钢氢脆的主要表现形式是前者，而钛合金氢脆的主要表现形式是后者。由于氢渗入金属内部导致损伤，从而使金属零件在低于材料屈服极限的静应力作用下失效。

钛合金氢脆损伤与控制非常重要，航空材料发生氢脆的断口一般具有解理断裂特征，但解理断裂特征是否是钛合金发生氢脆的微观判据一直存在争议[18-19]。氧含量对钛合金组织性能影响也较大，高氧含量意味着合金中等轴α相含量增加，氧含量越高，钛合金的强度及硬度越大，塑性降低，过高的氧含量会导致材料的脆性增大。

本文在对断裂钛合金压紧杆断口进行宏观、微观观察和能谱成分分析的基础上，对断裂钛合金压紧杆金相组织进行了检查，并对螺钉断裂的原因进行了综合分析。

2 试验材料与方法

某压紧杆所用材料为TC4钛合金，强度为1100MPa，其制备工艺为φ10mm棒→600℃、2.5h空气炉退火→机加工成φ8mm棒→车制螺纹。……