Low-Cycle Fatigue Behavior of Ultrafine-Grained Pure Titanium

采用室温4道次等径弯曲通道变形+旋锻制备超细晶纯钛，利用Instron型电液伺服疲劳试验机在室温下分别对粗晶和超细晶纯钛进行应变控制的低周疲劳试验，应变幅范围为0.5%~1.1%。通过透射电子显微镜和扫描电子显微镜研究超细晶纯钛疲劳变形后的组织和断口形貌。结果表明：与粗晶纯钛相比较，超细晶纯钛具有更高的低周疲劳寿命，例如在总应变幅为0.5%时，超细晶和粗晶纯钛的疲劳寿命分别为10 850和4820周次。除总应变幅为0.5%外，超细晶纯钛在疲劳变形过程中表现出显著的循环软化现象。随着总应变幅的增大，疲劳滞后回线所包含的面积增大。断口形貌显示疲劳裂纹萌生于试样表面，疲劳扩展区存在大量疲劳辉纹和微裂纹，随着应变幅的增加，疲劳断裂模式由韧性断裂转变为准解理断裂。超细晶纯钛低周疲劳变形机理为位错滑移。