【摘 要】
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Ti-6Al-4V(TC4)钛合金中温性能稳定、比强度高、生物相容性好，所以被广泛应用于各个领域。在航空领域中TC4常用于制造飞机发动机叶片，但其抗疲劳性能不高，对表面缺陷敏感等缺点
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Ti-6Al-4V(TC4)钛合金中温性能稳定、比强度高、生物相容性好，所以被广泛应用于各个领域。在航空领域中TC4常用于制造飞机发动机叶片，但其抗疲劳性能不高，对表面缺陷敏感等缺点使叶片易于发生疲劳失效。鉴于零部件的失效主要发生在表面，所以提高材料表面质量有重大意义。机械表面强化是目前常用的表面强化方式，它通过细化材料表层晶粒的同时引入残余压应力来提升结构性能。本文通过一种新型表面强化方式——超声深滚处理(UDR)，在TC4表面制备出一层梯度微纳米结构，并对其微观组织、力学性能、以及表面形貌进行研究。研究结果显示: (1)材料经超声深滚处理表层及次表层组织发生剧烈塑性变形，在光学显微镜下可明显看到近表面的梯度结构。在透射电镜下可观察到等轴纳米晶均匀分布在材料表面，近表面组织内出现大量位错及少量孪晶，晶粒的细化主要由位错分割主导。 (2)梯度微纳米结构组织同粗晶组织相比，硬度显著提升，弹性模量出现波动，组织内部形成残余压应力场。材料经工艺处理后，表面更加平整，几何形貌得到改善。 (3)梯度微纳米结构改变了材料强度和塑性。经合适的工艺处理后，材料的疲劳性能得到提升。同未处理试样疲劳断口相比，超声深滚后试样疲劳断口特征发生明显改变。
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