显微组织对TC18合金裂纹扩展速率的影响

对具有不同组织的TC18合金棒材和TC18锻件的L-T向裂纹扩展速率及其断口形貌进行了研究。结果表明:在应力比R相同时,TC18棒材的裂纹扩展速率要高于TC18锻件,表现为TC18棒材Paris公式中的C值约是TC18锻件Paris公式中C值的1.5～2.0倍;随着应力比R的增大,TC18棒材和TC18锻件的裂纹扩展速率均增加,而应力强度因子幅ΔK对裂纹扩展速率的影响程度降低;TC18锻件的裂纹扩展速率低于TC18棒材,这与其具有不同的显微组织密切相关,TC18锻件具有网篮组织,而网篮组织中裂纹的扩展路径曲折,裂纹扩展中需要消耗较多的能量,因此表现出较低的扩展速率。TC18棒材具有双态组织,而双态组织中裂纹的扩展路径比较平直,裂纹扩展中吸收的能量少,因此表现出较高的扩展速率。另外,TC18锻件的宏观断口中可观察到二次裂纹,二次裂纹的形成和扩展释放了裂纹尖端应力,消耗了更多的能量,从而使裂纹扩展速率降低。