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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好、与生物及复合材料相容性好等优点，在航空、航天、石油、化工、冶金及医疗等领域得到越来越广泛的应用。但钛合金构件制造成本高，在很大程度上限制了钛合金的应用，所以目前国内外正在致力于通过改善加工工艺等途径来降低钛合金零部件的制造成本。激光熔化沉积(laser melting deposition)制造技术是一种基于材料添加的快速凝固“近净成形”技术，具有制造成本低、周期短等特点，其成形过程中熔池凝固过程具有很高的冷却速率，凝固组织细小，力学性能优异，采用激光熔化沉积技术成形钛合金构件是一种具有很好发展前景的先进成形技术，但目前国内外有关激光熔化沉积钛合金疲劳性能的系统研究还不深入，本文以预合金化TA15(Ti-6Al-2Zr-Mo-V)钛合金粉末为原材料，采用激光熔化沉积制造技术制备出了组织致密、均匀的TA15合金厚板状试样, 利用XRD、OM、 SEM、TEM等方法分析了合金的显微组织，测试了室温条件下合金的高周疲劳性能，并同锻造TA15钛合金进行了对比研究，利用SEM分析了合金疲劳断裂断口和亚表面形貌，利用TEM分析了合金疲劳断裂断口亚表面位错组态，系统的研究了其疲劳裂纹形核扩展机理，结果表明： (1) 激光熔化沉积成形TA15钛合金具有致密、均匀、取向丰富的细小α/β片层状显微组织。 (2) 激光熔化沉积TA15钛合金具有优异的高周疲劳强度，其横向和纵向高周疲劳极限分别可达到625MPa和610MPa (R=0.1)，显著高于锻造钛合金。(3)激光熔化沉积TA15 钛合金的疲劳裂纹主要从试样表面或亚表面气孔等缺陷处萌生，疲劳裂纹形核过程受沿晶体学特征滑移面解理断裂过程控制，其晶体学滑移方向为。疲劳裂纹优先在片层集束界面处萌生并沿α/β片层界面或沿近似垂直于α/β片层的方向扩展，其疲劳源区断裂模式受应力水平的影响很大，低应力下疲劳裂纹的萌生对材料显微组织敏感性更高，疲劳源区可以观察到大量α片层滑移面解理断裂和β片层撕裂形貌，而高应力下更多的是整个片层集束在滑移面上的解理断裂，未见单一片层断裂痕迹。(4) 激光熔化沉积TA15 钛合金疲劳裂纹扩展路径对细小片层组织具有一定的敏感性，疲劳裂纹主要沿平行于片层或近似垂直于片层方向扩展，沿扩展方向和垂直扩展方向上都存在大量步长较小（相当于片层集束尺寸）的扩展台阶，这些扩展台阶由疲劳裂纹在不同滑移面上扩展形成。疲劳裂纹扩展区断口形貌具有典型的疲劳条带和二次裂纹特征，疲劳条带平行于或近似垂直于片层取向，疲劳条带平行于α/β片层取向时二次裂纹主要沿片层界面分布，其形成原因与α/β片层界面处在垂直界面方向上（裂纹扩展方向垂直于片层取向）剪切应力作用下的撕裂变形密切相关。垂直α/β片层取向（裂纹扩展方向平行于片层取向）的疲劳条带区域并没有明显二次裂纹。疲劳裂纹扩展过程中二次裂纹可以在片α/β层界面或α/β片层集束界面处形成，两种二次裂纹的形成模式不同，但都能有效消耗更多裂纹扩展能量并提高疲劳裂纹扩展阻力。疲劳裂纹扩展同样受应力水平的影响，低应力水平下裂纹扩展区具有很深且曲折的疲劳条带，并伴随着大量的疲劳条带撕裂变形和二次裂纹，而高应力水平下疲劳条带很浅且平直，几乎没有撕裂变形，伴随有平行于疲劳条带的大量平直二次裂纹。 |
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