金属基多相材料包含两种或两种以上的相,主要涵盖两种类型:一是双金属相材料,例如贝氏体与铁素体组成的双相钢、室温组织为和的双相铜,以及形状记忆合金;二是掺杂了增强相的金属复合材料,如纤维和碳化硅补强的金属基复合材料。金属基多相材料较普通金属材料具有诸多特殊性能,近年来被广泛地研究并被大量地应用于航空航天、船舶等领域。对于此类材料,其多相成分会对微观组织的演化产生影响,因此其疲劳行为机理更为复杂。如果能更清楚地了解该材料的疲劳机理,可以进一步扩展其应用范围,创造更大的价值。本课题旨在研究金属基多相材料微观结构对疲劳的影响,主要选取了两种典型的材料作为研究对象:Ti B2铝基复合材料（具有稳定的金属与非金属相）和NiTi形状记忆合金（具有可动态相变的双金属相）。本硕士课题为上海交大巴黎高科学院特色中法合作的硕士项目,课题两部分内容分别于上海交大材料学院特种材料研究所及法国ENSTA Paris Tech的UME实验室完成。通过中法合作,相互借鉴疲劳研究方法,对两种材料在低周疲劳范畴内均进行应力控制的拉-拉实验,进一步研究与解释多相材料的疲劳性能特点。在国内的实验期间,本课题选取了课题组自主研发的Ti B2铝基复合材料作为研究对象。该材料在2024合金的基础上添加了高强、高模量的陶瓷颗粒,大幅提升了其在强度、硬度、模量等方面的性能。本课题对在同等条件下制备的Ti B2/2024复合材料和2024铝合金进行了应力控制的疲劳实验,发现引入了第二相纳米陶瓷颗粒的铝基材料具有更长的疲劳寿命。本课题通过光学、电子显微镜以及背散射电子扫描等方式对材料进行微观层面的观察,发现Ti B2/2024的晶粒尺寸更加细化,不具有明显的各向异性,且在循环载荷下具有更强的塑性。在法国的实验室工作中,研究对象为形状记忆合金,是一种更加特殊的多相合金材料。在一定的温度下,当该材料受到外力时,其内部的马氏体相会转变为奥氏体相,出现伪弹性行为。本课题对该材料进行应力控制的疲劳实验,从理论上定性地分析了该多相材料在应力诱导下微观结构的变化情况。不同于人为引入第二相颗粒的材料,形状记忆合金在外力反复加载的过程中,多相成分会彼此转化,其疲劳寿命的演变依赖于应变与相变情况。本课题对此结合分析了材料的宏观与微观受力行为,创新性地提出了两种与疲劳寿命相关的参数构造方法。本课题以两种典型的金属基多相材料为例,通过疲劳实验,分析了金属基多相材料在受疲劳载荷时的应力应变行为,探究了多相成分之间的受力作用对疲劳寿命的影响,对金属基多相材料的疲劳研究提供了新的研究思路与有效信息。