第33卷第3期Volume33Number32023年3月March2023中国有色金属学报TheChineseJournalofNonferrousMetalsTi-55511合金显微组织对其高温疲劳行为的影响陈宇强1，贺梓泯1，潘素平2，刘会群2，伏明珠2，付永杰1，李佳1(1.湖南科技大学高功效轻合金构件成形技术及耐损伤性能评价湖南省工程研究中心，湘潭411201；2.中南大学材料科学与工程学院，长沙410083)摘要：利用扫描电子显微分析(SEM)、聚焦离子束切割技术(FIB)、透射电子显微分析(TEM)等方法对比分析了双态及片层组织对Ti-55511合金的高温疲劳性能及其损伤行为的影响机理。结果表明：在350℃、应力比(R)为0、最大加载应力(σmax)为500~600MPa的疲劳加载条件下，片层组织的疲劳寿命(Nf)明显高于双态组织。双态组织的疲劳裂纹主要萌生于初生α相(αP)，而片层组织的疲劳裂纹萌生于晶界处粗大片层α相(αL)与β相的界面。在裂纹扩展阶段，双态组织的裂纹尖端区域出现显著的纳米晶化，导致次生α相(αs)粒子完全溶解并转化为β相，明显弱化了合金的抗裂纹扩展能力。由于αL相对晶内变形的显著约束作用，片层组织裂纹尖端区域的纳米晶化并不明显，仍然保留了较高密度的αs相粒子，因而具备较高的抗裂纹扩展能力。关键词：Ti-55511合金；显微组织；疲劳性能；疲劳损伤机理文章编号：1004-0609(2023)-03-0767-14中图分类号：TG711文献标志码：A引文格式：陈宇强,贺梓泯,潘素平,等.Ti-55511合金显微组织对其高温疲劳行为的影响[J].中国有色金属学报,2023,33(3):767−780.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2022-43116CHENYu-qiang,HEZi-min,PANSu-ping,etal.InfluenceofmicrostructureofTi-55511alloyonitsfatiguebehaviorathightemperature[J].TheChineseJournalofNonferrousMetals,2023,33(3):767−780.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2022-43116Ti-55511合金(Ti-5Al-5Mo-5V-1Fe-1Cr合金)具有高强韧性、淬透性好、锻造性好、易焊接等特点[1−5]，被广泛应用于航空发动机压气机轮盘、叶片等部件[6−8]。这些部件长期处于高温、疲劳载荷的耦合作用下可能发生损伤并导致失效断裂，从而引起重大安全事故[9]。因此，Ti-55511合金在高温下的疲劳损伤行为一直是研究人员关注的焦点。大量研究表明，显微组织对钛合金的高温疲劳性能有显著影响[10]。部分学者认为，片层组织在高温下比双态组织具有更高的疲劳强度[11−12]。KUMPFERT等[12]研究了Ti-46.5Al-3.0Nb-2.1Cr-0.2W合金的疲劳性能并发现，在800℃、σmax=300MPa...
