增材製造（又稱3D打印）作為(wei) 一種新型製造方式，具有製造快捷、節省材料和用戶可定製等優(you) 點，越來越受到航空、航天、汽車、醫療器械等領域的重視。由於(yu) 工業(ye) 應用領域的需求，增材製造材料的疲勞性能（尤其是超高周疲勞性能）和相應的疲勞機理成為(wei) 增材製造研究領域亟待解決(jue) 的科學問題之一。

中國科學院力學研究所金屬材料微結構與(yu) 力學性能課題組近期在增材製造鈦合金（Ti-6Al-4V）疲勞特性上開展了係列研究工作。課題組對增材製造鈦合金進行了疲勞性能測試，獲得了材料高周及超高周疲勞性能。通過對疲勞斷口觀察，報道了增材製造鈦合金高周及超高周疲勞裂紋均萌生於(yu) 材料內(nei) 部孔洞及未融合缺陷，並形成“魚眼狀”斷口形貌的新現象。這和傳(chuan) 統鍛造金屬材料的疲勞特征與(yu) 裂紋萌生機理大不相同。根據裂紋源尺寸的分布特征，構建了疲勞性能與(yu) 裂紋尺寸之間的統計關(guan) 聯。基於(yu) 材料疲勞壽命數據和疲勞裂紋缺陷尺寸，進行了概率統計P-S-N分析，得到該材料的高周、超高周疲勞失效概率與(yu) 疲勞壽命、外加載荷的關(guan) 係。此外，為(wei) 進一步探索疲勞裂紋擴展特性，課題組利用原位疲勞加載裝置，獲得了不同溫度下、不同製備取向的Ti-6Al-4V裂擴展速率，揭示了不同取向增材製造鈦合金疲勞裂紋擴展的機製。

該研究不僅(jin) 為(wei) 增材製造鈦合金的工程應用提供了有效的疲勞性能數據。同時，對於(yu) 探索增材製造鈦合金的裂紋萌生及擴展機製奠定了理論基礎。相關(guan) 工作近期發表在疲勞研究領域期刊International Journal of Fatigue，並得到國際同行的高度評價(jia) 。該研究得到國家自然科學基金重點項目、中科院率先行動計劃項目支持。