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本文研究了两种热处理状态的Ti-6Al-4V 钛合金锻件的疲劳小裂纹萌生和扩展行为。这两种热处理状态的材料具有相似片层组织结构，不同的α片层宽度。研究工作主要包括：（i）片层组织结构对小裂纹扩展行为的影响，包括对裂纹扩展加速、减速的作用以及对裂纹扩展路径等方面的影响。（ii）使用应力强度因子范围（△K）对恒幅载荷R=0和-1下的长裂纹和小裂纹扩展速率（da／dN）进行关联，以比较在不同应力比下两种材料是否具有小裂纹效应。（iii）两种材料片层宽度的差别对小裂纹扩展行为的影响；（iv）使用基于裂纹闭合理论的寿命预测模型和FASTRAN Ⅱ，对两种热处理状态的Ti-6Al-4V合金进行了恒幅载荷及Mini－TWIST谱载下的疲劳全寿命和小裂纹扩展速率的计算与预测，对合理估算Ti-6Al-4V合金的寿命问题进行探讨。 通过试验与分析计算，得到以下主要结论： 两种材料中，α片层集束的边界和原始β晶界α相对小裂纹的扩展有阻碍作用，作用大小与相邻两α片层集束的方向有关，两α集束相差角度较大，小裂纹扩展停滞的时间较长，穿越边界后小裂纹扩展的方向改变也较大。这一影响在晶粒尺寸较大的材料中表现得较为明显。 恒幅载荷R=0和-1下两种材料都表现出小裂纹效应，R=-1下的小裂纹效应尤为明显，这与负应力比下裂纹闭合机制的影响较大有关。 两种材料中的小裂纹扩展，在不同应力比下表现出的差别不同。R=0下α片层的宽度差异对早期小裂纹（小于200μm）的扩展影响较大。而R=-1下两种材料的小裂纹扩展行为差别很小，表明在这一应力比下，片条宽度的差异对小裂纹扩展行为的影响较小。 恒幅载荷R=-1下，两种材料在较低应力水平下的疲劳寿命分散性较大，晶粒尺寸较小的材料表现得更为明显。SEM断口分析发现低应力水平 摘 要下疲劳寿命分散的原因与裂纹源产生的位置不同有关。 使用基于裂纹闭合模型理论的FASTRAN 11软件对两种材料SENT试样在 R～1恒幅载荷和 Mini1WIST谱载下的疲劳全寿命和裂纹扩展速率进行计算与预测。结果表明大部分情况下，从假设的材料初始缺陷尺寸开始的计算和预测值与试验结果符合很好，只是对于片层宽度较小的钛合金材料，在较低应力水平下（180MPa）的预测精度较差，这在一定程度上是由于低应力水平导致的疲劳寿命分散性偏大而引起的。 恒幅载荷R——1 和0下，小裂纹扩展速率的预测值都处于试验数据的分散带内，预测结果较好地验证了小裂纹效应。