Ti6Al4V在模拟体液中的超高周疲劳裂纹萌生与扩展

【作者】 李久楷； 刘永杰； 张宏； 杨昆； 王清远；

【机构】 四川大学建筑与环境学院；

【摘要】 采用超声疲劳实验方法,开展了医用Ti-6Al-4V在实验室大气和模拟体液两种环境条件下的105~109周次范围内的疲劳试验。研究了Ti-6Al-4V的疲劳裂纹萌生与初始扩展行为。实验结果表明:与实验室大气相比,在模拟体液环境下Ti-6Al-4V的疲劳强度降低了约200MPa,主要原因是疲劳裂纹扩展门槛值减小,促进了疲劳裂纹的萌生和扩展。在两种环境下都发现:高应力短寿命条件下,疲劳裂纹萌生源于微区破碎;而在低应力长寿命条件下,疲劳裂纹萌生源于微区开裂。理论分析表明,粒状亮面(Granular Bright Face,GBF)区的形成与裂纹尖端塑性区和Ti-6Al-4V晶粒尺寸大小有关。更多还原