钛基复合材料叶环超转试验损伤行为与断裂机制研究

赵文侠¹²，杨晓光¹，陶春虎²，黄浩²，李虎²，王剑²，刘昌奎²

1.北京航空航天大学 能源与动力学院，北京 100191；

2.中国航发北京航空材料研究院，北京 100095

摘要：本文简述了SiCf/Ti-17复合材料叶环在室温、400℃条件下超转试验过程，光学显微镜、激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜用于表征分析叶环超转断裂行为，X射线能量色谱仪、电子探针微束分析仪对叶环内部微区成分进行表征，采用纳米压痕仪对叶环复合材料纤维与基体之间的界面剪切强度进行表征，结果表明，叶环复合材料损伤模式包括纤维断裂、界面脱粘、纤维桥接、分层和基体裂纹扩展，复合材料基体成分未见偏析，界面剪切强度测试结果表明叶环复合材料界面结合强度与试棒复合材料界面剪切强度基本一致，依据失效分析准则确定了超转试验叶环损伤起始位置、裂纹扩展情况，研究结果发现，叶环断裂为大应力过载断裂，复合材料与钛合金包套之间的界面为整体结的构薄弱区，环件损伤行为依次是界面脱粘、基体屈服、纤维桥接、复合材料分层和包套钛合金撕裂。

关键词：钛基复合材料，叶环，超转试验，断裂机制