机械工程学报

作者：于培师, 赵宇翔, 吴连生, 卞家坤, 赵军华, 郭万林

单位：1. 江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室 无锡 214122;2. 江苏省微纳增减材制造工程研究中心 无锡 214122;3. 江南大学机械工程学院 无锡 214122;4. 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京 210016

关键词：TC4ELI钛合金,深海装备,疲劳裂纹,路径偏折,寿命提升；

作为深海载人装备结构的优选材料，TC4ELI (Extra-low-interstitial低间隙元素)钛合金的抗疲劳裂纹扩展性能至关重要。对TC4ELI的疲劳裂纹扩展行为进行系统测试与原位观测，同时选取传统TC4钛合金进行对比试验。结果显示，与TC4相比，TC4ELI具有更高的疲劳裂纹扩展寿命；同时，原位观察发现，TC4ELI的疲劳裂纹扩展存在明显偏折现象，导致裂纹路径比TC4更为曲折。进一步，综合利用微观表征手段对TC4ELI疲劳断口、材料组份、裂纹路径区域微结构进行系统的分析。在此基础上，利用有限元模拟计算裂纹扩展驱动力随偏折角度的变化规律，并分析裂纹偏折对TC4ELI疲劳扩展寿命的影响机理。研究对TC4ELI深海装备结构的损伤容限设计提供了参考。

来源：2023年第16期

《机械工程学报》期刊编辑部

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