深海中蘊(yùn)藏著生物和礦產(chǎn)資源，深海潛水器是深海科學(xué)研究和資源開(kāi)發(fā)的主要運(yùn)載工具，“耐壓艙”是其核心部件，是人類進(jìn)入深海的安全屏障。潛水器的每一次作業(yè)，耐壓艙都承受一次不斷變化的海水壓力（升載-保載-卸載）作用，這種載荷譜下的疲勞稱為保載疲勞（Dwell fatigue）。新型高強(qiáng)韌鈦合金是耐壓艙的首選材料，研究其保載疲勞特性對(duì)于深海潛水器的設(shè)計(jì)和可靠性評(píng)估具有重要意義。

　　研究發(fā)現(xiàn)，耐壓艙鈦合金的三種保載疲勞失效模式，即疲勞失效、延性失效及疲勞與延性混合失效。保載與疲勞載荷的相互作用加速了試樣的失效，并導(dǎo)致不同失效模式之間的競(jìng)爭(zhēng)。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)保載疲勞壽命與第一周次累積最大應(yīng)變有關(guān)，二者在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下呈近似線性關(guān)系，間歇加載時(shí)間對(duì)鈦合金的保載疲勞行為沒(méi)有影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析揭示了鈦合金的保載疲勞機(jī)理，即保載產(chǎn)生的塑性變形增大了試樣的實(shí)際應(yīng)力，這促進(jìn)了已形成裂紋或損傷的擴(kuò)展，同時(shí)，疲勞載荷部分導(dǎo)致的局部塑性應(yīng)變?cè)龃罅吮］d疲勞塑性應(yīng)變的累積。

　　1.強(qiáng)度高：鈦合金的抗拉強(qiáng)度為686-1176MPa，但密度僅為鋼的60%左右，因此其強(qiáng)度非常高。

　　2.硬度較高：鈦合金的硬度（退火態(tài)）為HRC 32-38。

　　3.低彈性模量：鈦合金（退火態(tài)）的彈性模量為1.078×10-1.176×10MPa，約為鋼和不銹鋼的一半。

　　4.優(yōu)異的高溫和低溫性能：鈦合金在高溫下仍能保持良好的機(jī)械性能，其耐熱性遠(yuǎn)高于鋁合金，新型耐熱鈦合金的工作溫度可達(dá)550-600℃；在低溫下，鈦合金的強(qiáng)度反而比在常溫時(shí)增加，同時(shí)具有良好的韌性，低溫鈦合金在-253℃時(shí)還能保持良好的韌性。

　　5.強(qiáng)抗腐蝕性：鈦在550℃以下的空氣中，表面會(huì)形成薄而致密的氧化鈦膜，因此在大氣、海水、硝酸和硫酸等氧化性介質(zhì)及強(qiáng)堿中，其耐蝕性優(yōu)于大多數(shù)不銹鋼。