【摘要】：TC4鈦合金具有比強度高、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能,在航空航天等領域得到了很多應用,但其抗微動損傷性能較差,制約了其應用和發(fā)展。核心部件渦輪發(fā)動機葉片榫結構接觸部位經常發(fā)生微動損傷而導致斷裂。目前國內外較常見的表面強化處理方式為噴丸和表面涂覆,但對于二者具體工藝參數的作用效果及機理還存在一定爭論。本文基于自主設計的微動損傷試驗裝置,進行多組參數對比試驗,總結分析了TC4鈦合金在不同接觸形式、不同表面處理狀態(tài)以及不同微動參數條件下的微動損傷行為規(guī)律,并將其應用到TC4鈦合金榫結構件試驗中。所得結果具有一定指導和參考價值,具體研究結果表明:噴丸處理試樣在微動行為中表現出較弱的粘著傾向。噴丸處理對TC4鈦合金微動磨損行為的影響隨著噴丸強度參數變化呈波動性。在不同的試驗條件下存在最優(yōu)噴丸強度參數,本試驗中,0.20mmA噴丸強度參數表現較好,且應用到榫結構件疲勞試驗中,發(fā)現0.20mmA噴丸強化能夠明顯提高榫結構件疲勞壽命。對于線/面和面/面接觸形式來說,當微動參數趨向滑移狀態(tài)時,0.20mmA噴丸強度處理試樣微動磨損程度較未噴丸磨光態(tài)試樣更輕,即表現出一定的抗線/面、面/面接觸形式微動磨損性能;在微動參數傾向于粘著狀態(tài),即微動位移幅值相對于法向壓力較小時,0.20mmA噴丸強度處理試樣微動磨損程度較未噴丸磨光態(tài)試樣未見明顯減輕,此時噴丸處理并不能提高TC4鈦合金抗線/面、面/面接觸形式微動磨損性能。對于點/面接觸形式,在試驗參數范圍內,0.20mmA噴丸處理并未對TC4鈦合金微動抗性有明顯改善效果,在某些參數下甚至表面出磨損加劇的現象。CuNi In涂層的使用能夠有效地延緩摩擦副基體的接觸,涂覆在0.20mmA噴丸處理的TC4基體上也較為緊密。在本文的對比試驗中,表面涂層均未磨穿,起到了保護基體的作用。本文研究還發(fā)現CuNi In涂層的微動磨損機理較為特別。涂層質地較軟,表面微凸體在法向壓力和位移作用下被反復切削填入周圍凹坑并被壓實形成平整的磨痕形貌,在接觸應力作用下,裂紋萌生擴展導致材料剝落進而形成新起伏,如此反復的磨平起伏到材料剝落的過程形成了其特殊的磨損機制。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.23

【參考文獻】

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本文編號：2707020