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摘要
以粉末高温合金FGH4096为研究对象，开展了2个不同最大应力条件下的疲劳小裂纹扩展实验。利用SEM结合EBSD观察了小裂纹扩展路径，表征了扩展路径上晶粒的取向，重点从小裂纹的三维属性和扩展物理基础出发，研究了小裂纹的扩展和停滞行为。结果表明：小裂纹自萌生到总长度超过1.0 mm后始终保持沿八面体滑移面扩展的行为；晶界和孪晶界是阻碍小裂纹扩展、导致小裂纹扩展停滞的微观组织，这些晶界/孪晶界的M因子都较邻近晶界的M因子低，表明M因子可用作表征晶界/孪晶界阻碍小裂纹扩展的能力。根据晶界性质和载荷的不同，小裂纹在晶界/孪晶界处发生扩展停滞后可以有3种行为：一是在经历一定循环数后，裂纹穿越晶界继续扩展；二是在裂纹停滞期间，裂纹转到所在晶粒内的其他滑移面或沿扩展路径上其他晶粒内的滑移面继续扩展；三是二次裂纹在停滞的主裂纹尖端附近1～2个晶粒范围萌生，并与主裂纹连接后继续扩展成为新的主裂纹，该裂纹行为仅出现在最大应力接近屈服强度范围下限的试样中。
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