1、资料与步骤

TA15合金经1个火次轧造（轧造温度930℃）获得δ27mm厚板材，其加工过程如图1所示。在MTS370液压全能试验机和高频委顿试验机测试资料的拉伸和委顿机能，并利用光学显微镜和JSM-6460扫描电镜观察板材的组织结构及物相组成，并对委顿试样的断口进行了观察分析。

2、试验了局与分析

2.1微观组织

图2为TA15板的显微组织，横向及轧面组织均为典型的双态组织由初生α相和β转变组织组成。由图2能够看到，横向及轧面组织也有肯定的区别：轧面组织的初生α相近似等轴，晶粒尺寸为25~45μm（图2(a)），而横向组织中的初生α相有显著的方向性，初生α相为长条状，这是由于在轧造过程中，横向组织受到垂直方向的压力，导致初生α相受到挤压变形并产生肯定的方向性。

图3为TA15板材的电子背散射衍射（Electron Back Scattered Diffraction，EBSD）相图，其中分歧衬度的区域晶格结构分歧。与金相组织分析了局一样，显微组织由α相和β相组成，初生及次生α相所占比例较高，β相所占比例较低。图3中的黑点为数据扫描过程中出现的无效点。

2.2委顿机能

在轧造后的TA15板材，切取试样毛坯，加工成杯状光滑委顿试样，测试了室温下光滑试样的高周委顿机能，委顿试验在室温大气中进行，试验波形为正弦波，频率为117Hz，应力比R=0.1，凭据起落法确定资料的委顿极限。本试验所拔取的最大应力别离为625MPa，640MPa，645MPa，650MPa，675MPa，750MPa和800MPa，每一级应力拔取2根试样，取2根试样了局的算数均匀值作为该应力下的委顿寿命。了局批注试样在σmax≤645MPa时，试样经10⁷次循环均未断裂，故资料的委顿极限为645MPa。由试样在上述分歧应力下的委顿寿命了局能够得到TA15板的应力S-循环数N曲线，如图4所示。

2.3委顿断口描摹

图5为样品在分歧加载应力下的宏观断口描摹。由图5能够看出，在分歧应力水平下委顿试样低倍断口总体特点一样，断口均由裂纹源区Ⅰ、裂纹扩大区Ⅱ和瞬断区Ⅲ3个分歧区域组成，并且委顿裂纹源均萌生于样品表表。但是分歧应力水平下委顿断口中，裂纹扩大区Ⅱ在整个断口所占比例有所分歧，图5(a)（800MPa）中裂纹扩大区所占比例最幼，图5(c)（650MPa）中裂纹扩大区所占比例最大，即TA15在委顿试验中，随着应力水平的降低裂纹扩大区所占比例增长。

图6为统一应力水平下试样的断口描摹图（最大应力为750MPa），图6(a)为断口宏观描摹，如图6(b)~(d)别离为委顿源、裂纹扩大区和瞬断区的显微描摹。由图6(b)能够观察到裂纹源区的微观描摹出现解理和沿晶断口的特点，在图6(c)裂纹扩大区能够观察到显著的委顿辉纹，同时瞬断区出现出韧窝和穿晶混合断口特点。

3、结论

由板材的金相显微组织图及EBSD相图的物相分析批注：TA15钛合金板材横向及轧面组织均为典型的双态组织，由初生α相和β转变组织组成，横向及轧面的初生α相状态有肯定的差距。

选取起落法利用高频委顿试验机得到了在应力比R=0.1时，TA15板材的委顿极限为645MPa。

由委顿断口能够观察到委顿裂纹萌生于试样表表，宏观断口描摹出现典型的三个区域，即裂纹源区Ⅰ、裂纹扩大区Ⅱ和瞬断区Ⅲ。各区域断口微观特点别离为裂纹源区重要出现为沿晶的解理断口，裂纹扩大区观察到显著的委顿辉纹，瞬断区则出现大量韧窝并阐发出穿晶断裂的断口描摹。同时，对比分歧应力前提下的委顿断口，能够发现随着应力强度的降低，裂纹扩大区面积逐步增长。

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