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采用超声疲劳试验技术，研究了DZ125定向凝固高温合金在频率20kHz、载荷比R=-1下的超高周疲劳失效行为。结果表明：DZ125合金在循环周次大于108下仍发生了疲劳断裂；扫描电镜观察表明，DZ125合金的超高周疲劳裂纹均起源于试样的表面，经疲劳断口定量计算，超高周疲劳的萌生寿命约占总寿命的97.3％；电子背散射衍射(EBSD)分析表明，在超声振动应力的作用下，DZ125合金晶体发生了旋转，外加应力幅越大，晶体旋转的角度会略微增大，疲劳变形区域也略微增大，接近疲劳瞬断区的变形层深度最低；超高周疲劳试验结果经频率修正后，S-N曲线与常规低频疲劳的S-N曲线能很好地衔接。