近α钛合金保载疲劳失效机制

近α钛合金因其优异的高温强度与热稳定性，长期作为航空发动机压气机盘等关键承力部件的核心材料。然而，该类合金在应力保持阶段极易发生保载疲劳失效，成为威胁航空结构安全的关键隐患。因此，揭示近α钛合金保载疲劳失效机制，不仅是航空材料领域亟待突破的核心科学问题，也是实现结构安全性与寿命提升的关键突破口。

研究工作通过设计出具有强织构特征的Ti60合金材料进行0°（RD）、45°、90°（TD）保载疲劳试验，阐明了保载疲劳中基面、柱面裂纹形核与织构方向密切相关，发现垂直于α相c轴加载时（RD）柱面形核，保载疲劳寿命大幅度提高，为提高抗保载疲劳性能提供了新思路。

与此同时，现有研究已形成共识：基面开裂是近α钛合金保载疲劳的主导失效模式。本团队进而从宏观服役响应、位错结构解析与原子尺度机制三个方面展开研究，揭示了由基面滑移主导的应力集中与晶界调控的滑移传递之间的耦合规律，阐明了基面位错滑移向裂纹形核的演化机制，并据此建立了保载疲劳中基面主导的统一失效路径。

相关研究成果：

1.“Crack nucleation and dislocation activities in titanium alloys with the strong transverse texture: insights for enhancing dwell fatigue resistance”

2.“Mechanistic insights into stress localization and crack precursors during dwell fatigue: Dislocation evolution from basal slip in near-α titanium alloys”

均发表在塑性领域Top1期刊《International Journal of Plasticity》(IF=9.8)上。论文第一作者为西北工业大学材料学院博士后贾润晨。该工作得到国家科技重大专项项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2024.103938

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2025.104477.