TC4钛合金作为一种高强度的金属材料，具有良好的综合力学机械性能，在工业中的应用非常广泛，常被用来制作发动机的叶片、钻井设备、医用人体植入材料等等。发动机的叶片在服役期间会承受一定的温度和超过107周次的应力循环，以107周次为寿命依据的设计越来越不安全，因此研究TC4钛合金超过107循环周次寿命范围的疲劳性能和疲劳损伤机理，对提高相关零部件的可靠性和精确性、延长零部件服役寿命、完善疲劳断裂相关理论都具有非常重要的意义。本文通过超声疲劳实验和旋转弯曲疲劳实验两种实验方法对TC4钛合金进行了疲劳实验，分别得到了S-N曲线，并利用扫描电镜观察了断口，并分析了相关特征：　　对超声疲劳实验数据分析发现，TC4钛合金的超声疲劳实验S-N曲线呈现出连续下降趋势，没有出现工程上的疲劳极限，试样应力循环超过108周次依然发生断裂。　　对超声疲劳试样的断口分析得出，TC4钛合金试样高应力短寿命阶段裂纹倾向于表面萌生，低应力长寿命阶段裂纹萌生于表面和内部都有出现，裂纹的萌生有随着加载应力幅的降低有向内部转移的趋势。TC4钛合金裂纹扩展时是沿着粗大α块攀爬越过的方式扩展的。　　通过对超声疲劳实验和旋转弯曲疲劳实验的结果数据作对比，发现整体上，在相同的应力条件下，旋转弯曲疲劳实验的寿命要高于超声疲劳实验。　　通过对两种试样断口的形貌对比得出了在超声疲劳实验条件下，试样的破坏方式主要表现为脆性破坏，而在旋转弯曲疲劳实验中，在低周寿命阶段，试样破坏方式主要表现为脆性破坏；在高周寿命阶段试样的断面上既有塑性破坏，也有塑性破坏；在超高周阶段，试样的主要表现为塑性破坏。说明频率对试样的应变产生了影响，高的加载频率会加速材料的应变，疲劳寿命变短。