材料研究学报

作者：臧涛, 杨朋飞, 赵元, 高英, 鄂世举, 刘洋, 齐山贺, 张烨, 张嘉振

单位：1 浙江师范大学工学院 金华 3210042 浙江师范大学数学学院 金华 3210043 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 北京 102200

关键词：金属材料,疲劳性能,缺口应力集中,Ti-6Al-4V,激光选区熔化,热等静压

基金：浙江省自然科学基金(LQ22A020005)

研究了用激光选区熔化(SLM)制备的Ti-6Al-4V合金经热等静压(HIP)处理后在含缺口(应力集中系数Kt = 3)条件下的高周疲劳性能，并揭示了其对缺口的高敏感性机制。结果表明，虽然HIP处理的SLM Ti-6Al-4V合金静态拉伸强度和硬度都优于锻造态合金，但是在含缺口条件下其疲劳性能显著降低，疲劳极限从锻造态的250 MPa降低到150 MPa。SLM+HIP Ti-6Al-4V合金对缺口高度敏感的原因有：一是SLM+HIP合金的裂纹萌生区呈现准解理断裂的脆性形貌(显著不同于锻造态合金的典型韧性断裂形貌)，使其发生脆性断裂的裂纹更易萌生；二是晶粒尺寸的影响，SLM+HIP合金的晶粒是特有的板条状，其晶粒尺寸(比锻造态合金的)较大。SLM+HIP合金在 X 方向和 Z 方向的平均晶粒尺寸分别为2.34和2.58 μm (显著高于锻造态合金的1.63 μm)，较大的晶粒加剧了对缺口的敏感性，使其在疲劳过程中裂纹更易萌生和扩展。

来源：2025年第10期

《材料研究学报》期刊编辑部

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