文中主要图表   

（序号为文中序号）

图1  试样示意图

图2  环材不同位置的微观组织

图3  环材不同位置α相的{0001}

织构分布

图4  不同方向及不同壁厚位置

试样拉伸性能对比

图5  晶粒尺寸分布图

表1  沿轴向和弦向加载时不同

滑移系的Schmid因子统计表

图6  3种V型冲击试样的

载荷-位移曲线

表2  不同冲击试样的裂纹萌生

能量、裂纹扩展能量和吸收能量

图7  缺口轴线平行于环材内外

表面的冲击试样断口形貌

图8  缺口轴线垂直于环材内外

表面的冲击试样断口形貌

图9  缺口轴线平行于环材内外

表面的冲击试样的裂纹扩展路径

图10  缺口轴线平行于环材内外

表面的冲击试样的裂纹扩展

路径的晶粒取向及孪晶形核情况

(箭头所指方向为裂纹扩展方向)

图11  缺口轴线垂直于环材内外

表面的冲击试样的裂纹扩展路径

图12  缺口轴线垂直于环材内外

表面的冲击试样的裂纹扩展

路径的晶粒取向及孪晶形核情况

(箭头所指方向为裂纹扩展方向)

图13  缺口轴线平行于环材内外

表面的CD试样在不同位置处

的晶粒取向分布图

图14  J积分-裂纹扩展量△a关系

表3  断裂韧性试样的断裂韧度

  结  论  

本研究对Ti-6Al-4V环材拉伸性能、冲击性能和断裂韧性的各向异性和均匀性进行了研究，并分析了造成其性能差异的原因，得到结论如下：

（1）环材的拉伸性能存在各向异性，同一位置处，弦向试样的屈服强度均高于轴向试样。由于环材不同位置晶粒尺寸和晶粒取向的差异，不同位置材料的拉伸性能不同，1/2壁厚位置试样的屈服强度最低，外表面处试样屈服强度最高。

（2）缺口轴线垂直于环材内外表面的试样的冲击性能存在明显的各向异性，缺口轴线平行于环材内外表面的试样冲击性能不存在明显的各向异性。

（3）微观结构分析表明，晶粒尺寸、织构、晶粒取向及孪晶对冲击性能的各向异性和均匀性有影响。织构的存在造成裂纹扩展路径平直降低能量消耗，孪形核协调塑性变形并造成裂纹扩展路径发生偏转，以及裂纹扩展路径存在软取向晶粒，以上均可提高裂纹扩展过程中的能量消耗，提升材料冲击性能。

（4）环材的KIC值不存在明显的各向异性，同一位置沿轴向加载和沿弦向加载的试样KIC值差异小于5 MPa·m1/2。然而，该值存在不均匀性，环材1/2壁厚处的KIC值最高，外表面和内表面的KIC值相差不大。