一种观察钛合金在平面应变状态下裂纹扩展路径的方法

摘要

本发明涉及一种观察钛合金在平面应变状态下裂纹扩展路径的方法，包括如下步骤：（1）制备三点弯曲试样；（2）切口及疲劳裂纹预制；（3）平面应变条件I型裂纹起裂、扩展及止裂控制；（4）裂纹扩展路径微观试样制备及观察。通过本发明方法可以对钛合金在平面应变状态下裂纹扩展路径进行观察，同时获得裂纹扩展路径两侧及裂纹尖端周围材料的微观组织特征等信息，准确地判断裂纹穿晶或沿晶扩展方式。

主权项

一种观察钛合金在平面应变状态下裂纹扩展路径的方法，包括如下步骤：（1）制备三点弯曲试样；（2）切口及疲劳裂纹预制将步骤（1）所述三点弯曲试样在长度方向的中心、垂直于长度方向、沿宽度方向的位置处预制切口，在疲劳试验机上预制疲劳裂纹，使预制切口与预制疲劳裂纹的总长度约等于试样厚度；（3）平面应变条件I型裂纹起裂、扩展及止裂控制将步骤（2）预制完毕切口及疲劳裂纹的三点弯曲试样放置于弯曲试验机的夹具上；安装弯曲试验夹具及引伸计，启动弯曲试验机，加载的同时记录试样的载荷和位移曲线，当载荷上升至最大值时，预制裂纹将迅速起裂并扩展，及时将试样卸载，使裂纹止裂，从而防止试样完全断裂；（4）裂纹扩展路径微观试样制备及观察对步骤（3）完成平面应变条件I型裂纹扩展的试样，沿厚度的中心位置垂直于裂纹所在平面剖开并切取包含有裂纹尖端及扩展路径的区域，然后对剖面进行磨削，去除试样表面缺陷和划痕；对磨削面进行电解抛光，对试样的抛光表面进行观察，采用金相显微镜或扫描电镜观察裂纹扩展路径及尖端周围的微观组织，采用背散射电子衍射装置直接对抛光表面进行分析，获得裂纹扩展路径方向与微观组织取向的关系。