微结构和应力比对Ti-6Al-4V高周和超高周疲劳行为的影响

金属学报, 2016, 52(8): 923-930. doi: 10.11900/0412.1961.2015.00581

微结构和应力比对Ti-6Al-4V高周和超高周疲劳行为的影响

1.中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室,北京,100190

2.中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室,北京,100190

3.瓦房店轴承股份有限公司热处理分厂,大连,116300

4.中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室,北京,100190

基金项目: 国家自然科学基金项目11202210和11572325资助 Supported by National Natural Science Foundation of China (Nos.11202210 and 11572325)

关键词： Ti-6Al-4V合金 , 超高周疲劳 , 微结构 , 应力比 , 滑移机制 , 解理机制

EFFECTS OF MICROSTRUCTURE AND STRESS RATIO ON HIGH-CYCLE AND VERY-HIGH-CYCLE FATIGUE BEHAVIOR OF Ti-6Al-4V ALLOY

Keywords： Ti-6Al-4V alloy , very-high-cycle fatigue , microstructure , stress ratio , slip mechanism , cleavage mechanism

采用旋转弯曲和超声疲劳实验分别测试了全等轴和等轴双态组织Ti-6Al-4V合金的高周和超高周疲劳性能,并用SEM观察了疲劳断口特征.结果表明:2种组织Ti-6Al-4V合金的高周和超高周疲劳行为相似,不同应力比下,其S-N曲线均表现出单线形或双线形的形式;存在滑移机制和解理机制2种疲劳破坏机制.随应力比增加,2种组织Ti-6Al-4V合金的高周和超高周疲劳破坏机制均从滑移机制向解理机制转变.基于疲劳寿命和疲劳强度建立模型分析了应力比对2种机制之间竞争行为的影响,模型预测结果与实验结果趋势吻合.

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