刘永杰  欧阳巧琳  田仁慧  王清远

摘要： 目的为预测植入用Ti 6Al 4V钛合金的使用寿命，研究其在模拟体液浸泡后，107 周次以后的超高周疲劳性能。方法将Ti 6Al 4V钛合金试样在模拟体液中分别浸泡2 d和6 d；利用超声疲劳实验技术，在室温下分别对这两组试样进行超高周疲劳性能测试；利用电子显微镜观察疲劳断口并对裂纹源进行X 射线能谱分析，研究其裂纹萌生机理，并与未经浸泡的同种材料的超声疲劳性能进行对比分析。结果模拟体液浸泡后的材料的SN 曲线与未经浸泡时的趋势相近，在104~108周次范围内的疲劳寿命都呈连续下降状态，在107～108周次循环范围内曲线下降趋势有所变慢；模拟体液浸泡后的试样在107周次之前寿命下降更快，107周次之后模拟体液浸泡过的试样寿命比未处理的试样寿命低；浸泡6 d后的试样的寿命和浸泡2 d后的相差不大。疲劳循环超过107周次后，仍然发生疲劳断裂，并不存在传统意义上的疲劳极限。疲劳寿命108 周次以后的试样疲劳裂纹在内部萌生，一般为铝元素聚集区；疲劳寿命107 周次以前裂纹一般萌生于试件表面，有些试件出现了多处裂纹源。结论模拟体液浸泡会降低Ti 6Al 4V钛合金的超高周疲劳性能；随着循环周次的增加，裂纹萌生由试件表面向其内部转换。