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鈦基復(fù)合材料葉環(huán)超轉(zhuǎn)試驗(yàn)損傷行為與斷裂機(jī)制研究

趙文俠¹²，楊曉光¹，陶春虎²，黃浩²，李虎²，王劍²，劉昌奎²

1.北京航空航天大學(xué) 能源與動(dòng)力學(xué)院，北京?100191；

2.中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院，北京?100095

摘要：本文簡(jiǎn)述了SiCf/Ti-17復(fù)合材料葉環(huán)在室溫、400℃條件下超轉(zhuǎn)試驗(yàn)過(guò)程，光學(xué)顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、掃描電子顯微鏡用于表征分析葉環(huán)超轉(zhuǎn)斷裂行為，X射線能量色譜儀、電子探針微束分析儀對(duì)葉環(huán)內(nèi)部微區(qū)成分進(jìn)行表征，采用納米壓痕儀對(duì)葉環(huán)復(fù)合材料纖維與基體之間的界面剪切強(qiáng)度進(jìn)行表征，結(jié)果表明，葉環(huán)復(fù)合材料損傷模式包括纖維斷裂、界面脫粘、纖維橋接、分層和基體裂紋擴(kuò)展，復(fù)合材料基體成分未見(jiàn)偏析，界面剪切強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果表明葉環(huán)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度與試棒復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度基本一致，依據(jù)失效分析準(zhǔn)則確定了超轉(zhuǎn)試驗(yàn)葉環(huán)損傷起始位置、裂紋擴(kuò)展情況，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，葉環(huán)斷裂為大應(yīng)力過(guò)載斷裂，復(fù)合材料與鈦合金包套之間的界面為整體結(jié)的構(gòu)薄弱區(qū)，環(huán)件損傷行為依次是界面脫粘、基體屈服、纖維橋接、復(fù)合材料分層和包套鈦合金撕裂。

關(guān)鍵詞：鈦基復(fù)合材料，葉環(huán)，超轉(zhuǎn)試驗(yàn)，斷裂機(jī)制