TiAl金属间化合物的断裂及损伤行为的研究

	TiAl金属间化合物的断裂及损伤行为的研究
项目编号	50471109
	陈剑虹
摘要	本项目深入研究TiAl合金室温断裂模型，研究TiAl材料变形、损伤、开裂直至断裂的机理，断裂的薄弱环节层间对断裂过程、韧化途径以及材料的综合性能的作用。同时对于TiAl材料的损伤问题展开深入的研究，确定损伤参量，建立损伤的本构关系，也即损伤模型。通过本课题的研究可以更准确的评价材料的性能及其演化，更好的掌握影响性能的主要因素，最终有助于新材料、新组织的开发。同时本课题的研究对于准确评定TiAl合金的综合使用性能，提出正确的合金设计原则及进一步推动TiAl合金在航空、航天、汽车界的广泛使用有重要的理论和实际意义。【结题摘要】通过对TiAl基合金进行了大量的宏观实验结果、微观观察与有限元计算分析，提出了TiAl基合金的拉伸及缺口弯曲断裂机理、断裂过程、韧化机理、拉伸性能与断裂韧性之间相反关系的机理、微裂纹损伤的作用、疲劳拉伸和疲劳弯曲的断裂机理以及压缩变形、断裂机理。研究得出：裂纹优先产生于层间，层间是最薄弱的环节。解理裂纹起裂与扩展的驱动力是拉伸应力。裂纹尖端的超钝化、分叉、沿层偏转，形成显微裂纹区是TiAl基合金的主要韧化机理。裂纹面密度可以作为衡量TiAl基合金损伤的一个基本参量，微裂纹损伤的作用表现为体积效应和面积效应。拉伸试验和缺口弯曲试验的断裂过程不同，从而导致拉伸性能与断裂韧性随晶粒尺寸变化的相反关系。疲劳拉伸和疲劳弯曲的断裂过程均为形成Griffiths裂纹导致最终脆性解理断裂。压缩试验变形断裂过程中，裂纹由垂直于压缩轴的拉伸应力和倾斜于压缩轴的剪应力引起。这些研究成果提出了全面的、深入的、具有创新点的TiAl合金断裂机理理论，得到国际同行的重视，最终有助于新材料、新组织的开发。
项目类别	面上项目
项目来源	国家自然科学基金
	2005-01
结束日期	2007-12
学科门类	10 - 材料科学 ; 1001 - 金属材料
主持机构	兰州理工大学
项目经费	240000.0
国家	CN
语种	中文
文献类型	项目
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/64998
专题	材料科学与工程学院
推荐引用方式 GB/T 7714	陈剑虹.TiAl金属间化合物的断裂及损伤行为的研究.2005.