题目：Ti-1023钛合金微动疲劳性能表征及疲劳机制研究

随着我国大型飞机项目的启动，对高强钛合金锻件的研制及应用提出了更高的要求和挑战，考虑到飞机起落架、桨毂轴套等部件上耳片结构的实际工况，其抗微动疲劳性能已成为设计研制部门极为关注的指标之一。然而由于我国在钛合金微动损伤领域的研究起步较晚，目前存在着研究设备标准不统一、实验数据较少、实验结果缺乏可比性以及对微动疲劳机理的认识尚不够清楚等问题，成为制约我国大型飞机发展的瓶颈之一。因此，本文以耳片等结构的微动疲劳损伤为背景，针对Ti-1023钛合金的微动疲劳问题，开发了一种新型的、试验模拟工况与实际工况更为接近的夹持载荷施加装置，系统分析了微动的存在对Ti-1023钛合金疲劳性能的影响，研究了接触应力大小对Ti-1023钛合金微动疲劳强度的影响规律，并初步探讨了Ti-1023钛合金的微动疲劳机制。 首先，本文在传统应力环式夹具的基础上自主设计开发了一种新型的微动疲劳试验专用夹持载荷施加装置，该装置解决了微动疲劳试验中因振动而产生的载荷部分卸载问题，消除了装置自身重力对试验带来的影响，大幅提高了微动疲劳试验的精度和可靠性，并能使试验模拟工况与实际工况更为接近。 其次，本文对Ti-1023钛合金的常规疲劳和微动疲劳性能进行了表征和对比分析，并在接触应力为3-45MPa范围内探讨了接触应力对微动疲劳强度的影响。结果表明：微动的存在，破坏了疲劳试样的表面完整性，对合金的疲劳性能有重要的影响，Ti-1023钛合金的微动疲劳强度远低于其常规疲劳强度；当接触应力较低时，随着接触应力的增大，Ti-1023钛合金的疲劳强度快速减小，当接触应力大于一定值时，即使继续增大接触应力，对Ti-1023钛合金的疲劳强度影响不大。 最后，本文利用金相、扫描以及能谱分析等手段对疲劳试样的断口、微动磨损面以及磨屑等微结构进行了表征分析。结果表明：高频率的反复的微动作用造成疲劳试样微动磨损区表层显微组织中的α相长大粗化，显微硬度也明显增大，微动磨损区和磨屑均发生了严重的氧化现象；材料自身的形变硬化与组织粗化以及外界环境中的剧烈氧化等因素综合作用，加速了疲劳裂纹源的萌生与扩展，导致Ti-1023钛合金的微动疲劳强度和寿命明显降低。