【案例】TA15钛合金管材开裂失效分析

TA15钛合金作为一种新型的近α型中强度钛合金,有着良好的工艺性能和使用性能,能够进行多种方式的压力加工成形、焊接和机械加工。随着研究和生产的发展,TA15钛合金在航空领域的应用量越来越大。

本案例中,某批次TA15钛合金管材经热校形加工后入库,在放置一段时间后检查发现该批次多件管材表面上存在轴向裂纹。为找到裂纹形成原因,客户将样品送检。

工件加工工艺:

经了解,该工件基本加工工艺过程为:板材一卷筒一焊接—620℃去应力退火一冷胀形一热校形一车边。

外观检测:

经观察,管材内里有明显的花斑,轴向裂纹是从内表面的花斑处线状起源,向外表面扩展,为晶间开裂特征。

管材内表面上花斑及裂纹形貌

从内表面起源的裂纹金相形貌

残余应力分析:

产品在制备过程中形成的表层残余拉应力也是导致开裂的重要原因,可使用X射线应力仪对工件表面进行残余应力的准确定量检测获得残余应力水平。

分析结论:

管材金相组织正常,未见明显冶金缺陷,硬度正常,表明该管材裂纹与材质无关。

从管材的受力方面进行分析:

1.TA15钛合金管材轴向裂纹是从内表面的花斑处线状起源,向外表面扩展,为晶间开裂特征;

2.内表面局部短时超温形成的花斑和表层残余拉应力的共同作用导致了管材表面裂纹的产生;

3.花斑的形成可能与管材表面的污染有一定的关系。

主营产品:工业空调,废气处理成套设备