L-PBF Ti-6Al-4V合金

旋转弯曲疲劳新机理

揭示增材制造Ti-6Al-4V合金旋转弯曲疲劳裂纹萌生新机制，提出表面微观结构缺陷的关键作用。

Wu, Zhengkai · He, Ziang · 吴圣川 · Xi, Gao · Liming, Lei · 刘昌奎 · 陈冰清 · Dong, Chengli

International Journal of Fatigue 2023

技术优势

原位看清疲劳过程

首次将同步辐射X射线显微断层成像用于旋转弯曲疲劳，能直接看到损伤演化，而不是事后解剖。

裂纹起点明确

短裂纹不是从气孔或未熔合缺陷开始，而是从外表面微观结构特征起始，这改变了表面后处理关注点。

缺陷容限判据失效

现有Kitagawa-Takahashi图说不清增材合金疲劳强度与缺陷的关系，需要纳入表面微观缺陷当量。

应用场景

• 航空结构件：按原位测得的真实裂纹萌生规律校核疲劳寿命，避免过保守或过危险的设计。
• 轻质高强材料：用不致密的增材钛合金在旋转弯曲工况下的真实损伤信息指导选材与后处理。
• 机械部件疲劳设计：把外表面微观结构缺陷纳入缺陷当量，修正疲劳强度评估模型。