【摘 要】
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通过高能喷丸（HESP）在Ti-6Al-4V合金表面成功制备了梯度结构，并研究了其对疲劳裂纹扩展的影响。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪对HESP过程中的显微组织和残余应力演变进行了表征。结果表明，材料表面形成的梯度纳米结构具有220 μm深度的残余压应力层。梯度纳米结构的产生改善了合金的强塑性匹配。最大残余压应力产生于次表层，且随着喷丸时间的增加逐渐增大。HESP处理
【基金项目】
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supported by the National Natural Science Foundation of China （Grant Nos. 51674187）； International Joint Research Center for Value-added Metallurgy and Processing of Non-ferrous Met
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通过高能喷丸（HESP）在Ti-6Al-4V合金表面成功制备了梯度结构，并研究了其对疲劳裂纹扩展的影响。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪对HESP过程中的显微组织和残余应力演变进行了表征。结果表明，材料表面形成的梯度纳米结构具有220 μm深度的残余压应力层。梯度纳米结构的产生改善了合金的强塑性匹配。最大残余压应力产生于次表层，且随着喷丸时间的增加逐渐增大。HESP处理有效降低了裂纹扩展速率，使疲劳裂纹扩展寿命提高了52.6%-78.9%。残余压应力降低了裂纹尖端的有效应力强度因子范围（△K’eff）)，从而产生裂纹闭合效应并延缓裂纹扩展速率。同时，晶粒细化引起的晶界增加、有效滑移长度减小和裂纹尖端塑性区的协同作用也会使裂纹扩展阻力增大。
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