超细晶工业纯钛在3.5％NaCl溶液中的高周疲劳

采用Instron-8801型电液伺服疲劳实验机对复合细化工艺制备的超细晶工业纯钛进行高周腐蚀疲劳实验,实验条件为水浴恒温(17.9±0.5)℃,3.5％NaCl(pH=8.1±0.2),加载频率(f)=25 Hz、应力比(R)=-1.利用得到的实验数据拟合实验加载应力幅(σa)与疲劳断裂循环周次(Nf)间的关系,绘制应力-寿命曲线(S-N曲线).研究材料的腐蚀疲劳性能,并对腐蚀疲劳宏观断口形貌进行观察分析.结果表明:在3.5％NaCl溶液中,超细晶工业纯钛的腐蚀疲劳极限值(σ-1)为403.1 MPa(44.35％).与常规疲劳相似,随着加载应力的增加,材料的疲劳断裂循环周次急剧减小,并与常规超细晶工业纯钛和粗晶工业纯钛相比较,发现细晶强化极大地提高了材料的疲劳极限.腐蚀疲劳裂纹源萌生于材料表面,可以直观地观察到材料腐蚀疲劳裂纹的萌生、扩展、断裂典型区域的特征.断口表面较为平整光滑,观察发现有大量的疲劳辉纹和少量的二次裂纹.材料具有较强的疲劳裂纹扩展抵抗能力,耐腐蚀疲劳性能优良.