摘要 应用压电超声疲劳试验技术,开发20kHz频率下的三点弯曲疲劳试验系统,完成室温下TiAl合金超高周弯曲疲劳试验。结果表明,在疲劳循环大于107周时,试样仍会发生疲劳断裂。S—N曲线显示,当应力比R=0.7时,在107周后会出现疲劳极限,表面粗糙度对疲劳性能没有明显影响。当R=0.1及R=0.5时,在105～1010周之间疲劳强度随循环次数的增加连续下降,S—N曲线未出现水平。光学显微观察发现,TiAl合金由α22Ti3Al和γ2TiAl组成(γ+α2钛铝合金),具有全片层状显微结构。疲劳破坏主要起源于试件表面承受应力最大处,层状晶体内层间裂纹萌生是TiAl合金主要的裂纹萌生方式,疲劳裂纹主要以穿晶方式扩展。在超高周循环条件下,疲劳裂纹也会从试样近表层处的铸造缩孔萌生。