氢对Ti-4Al-2V钛合金疲劳寿命影响

　　钛合金材料的疲劳寿命是由疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命组成的，光滑试样的裂纹萌生寿命可以占到整个疲劳寿命的80%。氢对钛合金疲劳行为尤其是疲劳裂纹萌生机理具有重要影响，研究人员采用变截面薄板试样，研究了四种氢含量对Ti-4Al-2V钛合金疲劳寿命的影响。当拉伸疲劳载荷Δσ大于550MPa时，含氢116～280wppm的材料的疲劳寿命高于自然含氢量的材料。在较大的Δσ下，含氢量在116～280wppm范围内变化时对Ti-4Al-2V的寿命影响较小。对280wppm的试样，较大的Δσ以萌生棱边裂纹为主，较小的Δσ倾向于在晶界氢化物位置萌生裂纹。研究人员认为材料中固溶的氢导致驻留滑移带（PSB）进一步软化，以及氢化物对PSB的阻碍作用导致氢化物与基体分离而成为裂纹源，是造成充氢试样的疲劳寿命降低的原因；含氢280wppm的Ti-4Al-2V材料在疲劳载荷较低时发生氢化物的重溶，氢原子向主裂纹尖端聚集并通过应力诱导析出氢化物，使裂纹扩展寿命降低。