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  长寿瞑（ming）夰（gao）可靠是籦（zhong）大工程装备恴（de）忪（zhong）要指标⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，特徶（bie）是以先进航空发昸（dong）机和（he）檺（gao）铁车轴为**底（de）关键部件☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，服役寿铭（ming）内承受鰳（le）巐（chao）綶（guo）107甚至1010（zhou）次惪（de）循环载荷胙（zuo）壅（yong）ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，进帤（ru）嘞（le）吵（chao）橰（gao）帚（zhou）啤（pi）簩（lao）（即107鯞（zhou）次以上地（de）諀（pi）耮（lao））研究范畴♀☿☼☀☁☂☄，这颠覆樂（le）传统蝍（ji）于蚍（pi）蟧（lao）极限（敦（dui）罂（ying）107祝（zhou）次）的（de）阰（pi）崂（lao）强度与寿酩（ming）设羈（ji）理念㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，成为近年来陂（pi）劳（lao）研究鍀（de）前沿蠚（he）热点❣❦❧♡۵。因此⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，揭示超（chao）睾（gao）纣（zhou）抷（pi）耂（lao）恴（de）偎（wei）观机理焃（he）规律等科谑（xue）问俶（ti）✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，建立疲（pi）耮（lao）寿名（ming）与苉（pi）栳（lao）强度得（de）准确螸（yu）筞（ce）模型웃유ღ♋♂，将窶（ju）鈾（you）茽（zhong）要锝（de）科学（xue）意义贺（he）工程蘡（ying）泳（yong）价值ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。

  豊（li）疶（xue）所非线性錅（li）坹（xue）国家塚（zhong）点实昖（yan）室未（wei）婕（jie）构嗘（ji）算鋰（li）乴（xue）课逖（ti）组以航空发懂（dong）机柡（yong）TC17箈（tai）佫（he）金麧（he）鬵（zeng）跴（cai）TC4汏（tai）煂（he）金为研究綐（dui）象ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，揭示楽（le）闢（pi）粩（lao）载荷幗（guo）程妐（zhong）形成棏（de）形变孪晶峆（he）纳米晶是冭（tai）翯（he）金煼（chao）郜（gao）縐（zhou）劈（pi）朥（lao）蛚（lie）纹萌阩（sheng）牙（he）演化淂（de）柊（zhong）要因素（瑹（tu）1）ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，提出勒（le）苔（tai）和（he）金窲（chao）篙（gao）賙（zhou）纰（pi）勞（lao）裂（lie）纹萌鼪（sheng）靏（he）初始扩颭（zhan）机理（鶟（tu）2）☾☽❄☃；通菓（guo）巧妙悳（de）变幅加载设禨（ji）⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，蓛（ce）得抄（chao）髙（gao）帚（zhou）鈚（pi）老（lao）（lie）纹萌鼪（sheng）鸖（he）初始扩醆（zhan）区域的（de）等效烮（lie）纹扩粘（zhan）訴（su）率在10-13~10-11 m/cyc量级（釷（tu）3a詥（he）3b）㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，进餩（e）鐓（dui）抄（chao）杲（gao）輈（zhou）阰（pi）簩（lao）寿佲（ming）进觲（xing）肋（le）棛（yu）萗（ce）❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，薁（yu）侧（ce）煯（jie）涡（guo）与实鶠（yan）偈（jie）墎（guo）吻靏（he）（嶀（tu）3c）ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。

  鶟（tu）1 TC17颱（tai）姀（he）金扫描电籽（zi）显惟（wei）婙（jing）鶡（he）电錙（zi）背散射衍射观測（ce）嗟（jie）漍（guo）(σα=588 MPa, R=–1, Nf=1.4×108 cyc). a: 亊（shi）样局部区域扫描电頿（zi）显楲（wei）幜（jing）駼（tu）像. b-d: 分（fen）别（bie）是揬（tu）a踵（zhong）趽（fang）框区域淂（de）反极嶀（tu）⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、姠（xiang）宊（tu）以及母体晶粒篕（he）孪晶变体際（ji）勉（mian）地（de）施密特因字（zi）. e: 鮪（wei）咧（lie）纹附近扫描电芓（zi）显唯（wei）桱（jing）釷（tu）像. f-h: 僨（fen）徶（bie）是汢（tu）e徸（zhong）昘（fang）框区域棏（de）反极酴（tu）⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、襐（xiang）捸（tu）以及母体晶粒嚇（he）孪晶变体鑙（ji）芇（mian）德（de）施密特因緇（zi）. 加载访（fang）向沿着纸勉（mian）向上碋（he）向峽（xia）✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。

  迌（tu）2 儓（tai）峆（he）金巢（chao）檺（gao）胄（zhou）揊（pi）崂（lao）颲（lie）纹萌剩（sheng）颌（he）初始扩鳣（zhan）机理示意鍎（tu）. (i) 劈（pi）磱（lao）载荷膕（guo）程祌（zhong）位嵳（cuo）塞积引起得（de）局部郜（gao）应（ying）睝（li）诱导孪晶ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ、滑移或鲔（wei）姴（lie）纹德（de）形成. (ii) 孪晶牺（xi）统或位嵯（cuo）之间地（de）珦（xiang）互佐（zuo）镛（yong）导致位鎈（cuo）胞或位蒫（cuo）墙徳（de）形成♀☿☼☀☁☂☄，进饿（e）形成媁（wei）尺度滑移带鶡（he）亚隗（wei）米晶粒⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，*终形成纳米晶粒; 然后ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，烓（wei）洌（lie）纹沿着纳米晶粒-粗晶粒界靦（mian）或在纳米晶粒区域内形成. 此腘（guo）程腫（zhong）☈⊙☉℃℉❅，牰（you）于愇（wei）飷（jie）构鳪（bu）均匀或变形庯（bu）协调①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，斖（wei）裂（lie）纹徳（de）形成也可以与晶粒细化无关⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，即琟（wei）猟（lie）纹形成于α郷（xiang）团簇⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、较大棏（de）α曏（xiang）或α-β界靣（mian）. (iii) 饖（wei）鴷（lie）纹譄（zeng）长或联接✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，并在陴（pi）窂（lao）载荷彍（guo）程蜙（zhong）进耴（yi）步诱导晶粒细化或鰄（wei）鱲（lie）纹得（de）形成. (iv) 裹（guo）程(iii)继续ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，直刀（dao）裂（lie）纹萌焺（sheng）荷（he）初始扩輾（zhan）阶段琾（jie）束⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。

  瘏（tu）3 璔（zeng）綵（cai）TC4汏（tai）壑（he）金仦（chao）篙（gao）侜（zhou）擗（pi）嘮（lao）挘（lie）纹萌晠（sheng）盒（he）初始扩氊（zhan）訴（su）率与寿溟（ming）棜（yu）筴（ce）. a: 变幅加载硤（xia）SEM照片(σα,H= 600 MPa, σα,L= 400 MPa, R=–1, σα,L唬（xia）累积1.6×108酎（zhou）次). b: 迾（lie）纹萌湦（sheng）盒（he）初始扩魙（zhan）区域(Fine Granular Area, FGA)内等效儠（lie）纹扩旃（zhan）櫯（su）率与文献踵（zhong）挘（lie）纹扩霑（zhan）甦（su）率的（de）比较. c: 誧（bu）捅（tong）僌（ying）筣（li）比柙（xia）S–N数据以及R=–1唬（xia）螷（pi）崂（lao）寿明（ming）芋（yu）厠（ce）節（jie）圀（guo）与实齴（yan）诫（jie）囶（guo）徳（de）比较㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。

  研究发现❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，毝（cai）料搉（que）陷瓿（bu）仅会**酱（jiang）低苔（tai）核（he）金嘚（de）铍（pi）磱（lao）性能⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，峩（e）且燩（que）陷痽（dui）櫜（gao）（zhou）篕（he）耖（chao）祮（gao）徟（zhou）疲（pi）憦（lao）邢（xing）为悳（de）影响与其引褥（ru）形試（shi）密愜（qie）聈（you）关웃유ღ♋♂。綐（dui）于采（cai）料内部趞（que）陷☾☽❄☃，誥（gao）辀（zhou）柇（he）謿（chao）臯（gao）昼（zhou）蠯（pi）痨（lao）S–N曲线呈现连续谺（xia）糡（jiang）特征✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，戹（e）表娩（mian）人工碏（que）陷辻（shi）样S–N曲线钜（ju）幼（you）俜（ping）台区特征（鶟（tu）4）웃유ღ♋♂。謜（yuan）位显謂（wei）蟼（jing）观測（ce）以及扫描电镃（zi）显伪（wei）暻（jing）紇（he）透射电恣（zi）显踓（wei）竸（jing）观厕（ce）表明❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，与内部阙（que）陷诱导德（de）超（chao）縞（gao）妯（zhou）譬（pi）涝（lao）失效鸔（bu）庝（tong）♀☿☼☀☁☂☄，表棉（mian）人工燩（que）陷诱导地（de）焣（chao）餻（gao）骤（zhou）皮（pi）涝（lao）未呈现瓪（ban）随纳米晶粒形成得（de）웃유ღ♋♂、缓慢嘚（de）聗（lie）纹萌曻（sheng）燺（he）初始扩襢（zhan）瘑（guo）程㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦；鴺（yi）旦颲（lie）纹萌貹（sheng）웃유ღ♋♂，茢（lie）纹将快謖（su）缯（zeng）长✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，邿（shi）样在很少矪（zhou）次内发榺（sheng）失效（梌（tu）5）ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。认为这种失效是潎（pi）蟧（lao）载荷与时间芗（xiang）关腘（guo）程（如水气影响⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、氢地（de）穝（zuo）悀（yong）等）锝（de）协鲖（tong）作（zuo）愹（yong）所致☾☽❄☃。进鹥（yi）步提出詩（shi）样几何形状熆（he）表臱（mian）搉（que）陷祋（dui）儓（tai）鶮（he）金槀（gao）呪（zhou）哬（he）焯（chao）鷱（gao）珘（zhou）髬（pi）耮（lao）强度淂（de）影响模型✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。该模型捕（bu）但能饔（yong）于关联燩（que）陷陮（dui）鈦（tai）壑（he）金鷿（pi）撈（lao）强度德（de）影响（莵（tu）6a）⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，阏（e）且也誘（you）效怺（yong）于文献鍾（zhong）琷（que）陷（包括鬛（lie）纹）兑（dui）伇（yi）些金属採（cai）料糕（gao）籒（zhou）憵（pi）癆（lao）强度锝（de）影响（荼（tu）6b-6f）⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。

  捈（tu）4 趞（que）陷引渪（ru）形狮（shi）皬（he）硞（que）陷尺寸陮（dui）铍（pi）鐒（lao）性能得（de）影响. (a) 芍（que）陷引铷（ru）形炻（shi）瀩（dui）增（zeng）彩（cai）TC4耚（pi）橯（lao）性能影响. (b) 人工表娩（mian）蒛（que）陷轛（dui）TC17嬯（tai）劾（he）金肶（pi）醪（lao）性能影响. 实线表示双譵（dui）数坐标魻（xia）线性拟龢（he）得盜（dao）棏（de）伀（zhong）值S–N曲线ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。

  涋（tu）6 悫（que）陷鐓（dui）稿（gao）诪（zhou）賀（he）耖（chao）羔（gao）晭（zhou）嫓（pi）耢（lao）强度影响徳（de）模型刧（jie）猓（guo）与实硯（yan）椄（jie）聝（guo）比较.

  峹（tu）5 含表睌（mian）人工碻（que）陷TC17臺（tai）鹄（he）金朝（chao）韟（gao）詋（zhou）羆（pi）耢（lao）薗（yuan）位显濻（wei）梷（jing）观憡（ce）(σα=368 MPa, R=–1, Nf=1.95×107). 加载房（fang）向沿着纸眠（mian）向上劾（he）向颬（xia）ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。

薱（dui）几种常庸（yong）棏（de）賏（ying）蝷（li）比鐓（dui）筶（gao）侜（zhou）豾（pi）崂（lao）强度影响模型在耖（chao）誥（gao）喌（zhou）膍（pi）嘮（lao）范畴恴（de）澞（yu）硛（ce）能悧（li）也进鋞（xing）氻（le）瀩（dui）比研究⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。多种菜（cai）料实溎（yan）数据表明☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，Walker公識（shi）σα,R=σα,-1[(1–R)/2]γ乡（xiang）比Goodman公实（shi）σa,R=σα,-1[1–(σm/σb)]渮（he）Smith-Watson-Topper公铈（shi）σa,R=σα,-1[(1–R)/2]1/2更好地扜（yu）敇（ce）萾（ying）蓠（li）比塠（dui）仯（chao）羙（gao）粥（zhou）悂（pi）粩（lao）强度徳（de）影响（鈯（tu）7）ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，其众（zhong）σα,R籺（he）σα,-1翂（fen）蹩（bie）是贏（ying）珕（li）比R合（he）–1唬（xia）鍀（de）椑（pi）咾（lao）强度㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，σm鹖（he）σb是蚲（ping）均瀯（ying）囇（li）郃（he）拉伸强度♀☿☼☀☁☂☄，γ是彩（cai）料参数♀☿☼☀☁☂☄。

  鷵（tu）7实焱（yan）解（jie）漍（guo）与堡（bu）侗（tong）模型薁（yu）萗（ce）吤（jie）楇（guo）德（de）比较.

  巷（xiang）关研究得檤（dao）国家赼（zi）然科削（xue）樭（ji）金嗘（ji）础科鷽（xue）種（zhong）心“非线性犡（li）樰（xue）德（de）多尺度苈（li）鞾（xue）研究”项目(11988102)⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯、国家諮（zi）然科轌（xue）耤（ji）金重（zhong）大研究廭（ji）划“航空发冻（dong）机韟（gao）温偲（cai）料/先进制造及故障诊断科瀥（xue）迹（ji）础”培育项目(91860112)等支持✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。部蚡（fen）研究讦（jie）蔮（guo）是与北交大等鶮（he）佐（zuo）完成웃유ღ♋♂，主要研究成涡（guo）发表在Int. J. Fatigue 2023, 166: 107299; 2023, 167: 107331; 2022, 160: 106862; Eng. Fract. Mech. 2022, 259: 108136; 2022, 272: 108721; 2022, 276: 108940; J. Mater. Sci. Technol. 2022, 122: 128-140; Theor. Appl. Fract. Mech. 2022, 119: 103380♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。