表面粗糙度对Ti-6Al-4V合金超高周疲劳性能的影响

摘要：

采用自行研制的超声疲劳实验装置,研究不同表面粗糙度下Ti-6Al-4V合金的超高周疲劳性能.结果表明,当表面凹痕宽深比a/c(a为凹痕宽度,c为凹痕深度)在2～10之间时,Ti-6Al-4V合金的临界凹痕深度在0.49～1.10 μm之间.当表面凹痕深度小于临界深度时,表面粗糙度对Ti-6Al-4V合金的超高周疲劳性能没有影响.当表面凹痕深度大于临界深度时,Ti-6Al-4V合金疲劳寿命随表面粗糙度的增加而下降,并且随着循环周次的增加,Ti-6Al-4V合金疲劳性能对表面粗糙度的敏感性下降.随着表面粗糙度的增加,Ti-6Al-4V合金超高周疲劳裂纹的萌生方式发生变化.超高周疲劳裂纹源有由一个向多个、由内部向次表面转移的趋势;当表面凹痕深度增加到一定程度后,在超高周疲劳寿命区间,Ti-6Al-4V合金疲劳寿命随粗糙度的增加而大幅下降.疲劳裂纹全部从合金表面凹痕根部处萌生,没有内部萌生的情况.

关键词：Ti-6Al-4V合金、超高周疲劳、表面粗糙度

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分类号：TG111.8;TG146.1(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51375331 Supported by National Natural Science Foundation of China No.51375331

在线出版日期：2016-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：583-591