起落架就是飛機(jī)在地面停放、滑行、起降滑跑時(shí)用于支持飛機(jī)重量、吸收撞擊能量的飛機(jī)部件。簡(jiǎn)單地說，起落架有一點(diǎn)象汽車的車輪，但比汽車的車輪復(fù)雜的多，而且強(qiáng)度也大的多，它能夠消耗和吸收飛機(jī)在著陸時(shí)的撞擊能量。鈦及鈦合金具有密度小、比強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕和可焊接等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域。
tc18為一種新型α＋β雙相鈦合金，名義成分ti-1-5mo-5v-1cr-lfe，不僅具有普通鈦合金的特性，而且還具有良好的韌性和淬透性，淬透深度可達(dá)250mm，因此被廣泛應(yīng)用于制造飛機(jī)起落架等承重承沖擊大型結(jié)構(gòu)件，而這些構(gòu)件因加工制造和應(yīng)用環(huán)境的要求，不可避免地存在各種缺口，如鍵槽、臺(tái)階、螺紋、油孔、刀痕等等。由于缺口的存在，零件受載時(shí)便會(huì)在缺口處形成應(yīng)力集中，增加材料的脆化趨勢(shì)，實(shí)際應(yīng)用中便容易發(fā)生突然斷裂等高危事故，尤其當(dāng)零件受沖擊載荷時(shí)，這種趨勢(shì)就更明顯，而潛在危險(xiǎn)性更大。
目前未曾見到針對(duì)tc18鈦合金沖擊缺口敏感性的研究報(bào)道，本研究旨在對(duì)tc18鈦合金零件的設(shè)計(jì)加工，為提高結(jié)構(gòu)件可靠性提供數(shù)據(jù)依據(jù)，將對(duì)鈦合金在航空領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。
實(shí)驗(yàn)采用經(jīng)雙重退火的模鍛件材料，雙重退火按照國(guó)軍標(biāo)gjb3763a-2004進(jìn)行，在830℃保溫2h，爐冷至750℃再保溫2h，空冷，然后加熱至570℃保溫4h，空冷。按照國(guó)標(biāo)gb/t228-1994《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》測(cè)量其室溫力學(xué)性能；采用d/maxx射線衍射儀進(jìn)行物相分析，用jxa-8100電子探針和jem-2100f透射電鏡對(duì)其顯微組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察；按照gb/t229-1994金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，將tc18鈦合金加工成55mm×10mm×10mm標(biāo)準(zhǔn)試樣，在試樣上以慢走絲線切割的方式開不同深度的v型缺口，缺口根部曲率半徑r為（0.25±0.025）mm，表面精度ra不超過1.6μm，缺口深度依次從0.2cm以0.02cm遞減至0cm（平滑試樣），共11種缺口深度，每種缺口深度試樣測(cè)試3次，取平均值，得到?jīng)_擊功ak，根據(jù)沖擊功與沖擊韌性關(guān)系公式（ak=ak/s，s為缺口處試件的橫截面積）計(jì)算得到?jīng)_擊韌性值ak。采用ni500型儀器化擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)記錄帶有0.2cm缺口深度標(biāo)準(zhǔn)樣沖擊過程力與時(shí)間以及沖擊功與時(shí)間的關(guān)系曲線，并用jsm-5800掃描電鏡對(duì)沖擊斷口進(jìn)行觀察分析。研究結(jié)果如下：
試樣在沖擊中，沖擊功與沖擊韌性均隨缺口深度的減小而增大。平滑試樣不發(fā)生斷裂而只是彎曲變形，沖擊韌性值為139.51j/cm2，而缺口深度0.02cm的試樣斷裂且沖擊韌性值僅為77.92j/cm2，故材料對(duì)缺口十分敏感。
tc18結(jié)構(gòu)件的制造應(yīng)盡量避免尖銳的拐角、類似臺(tái)階的缺口形狀存在，以提高安全系數(shù)。