【摘要】：TC4鈦合金具有比強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能,在航空航天等領(lǐng)域得到了很多應(yīng)用,但其抗微動(dòng)損傷性能較差,制約了其應(yīng)用和發(fā)展。核心部件渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片榫結(jié)構(gòu)接觸部位經(jīng)常發(fā)生微動(dòng)損傷而導(dǎo)致斷裂。目前國(guó)內(nèi)外較常見(jiàn)的表面強(qiáng)化處理方式為噴丸和表面涂覆,但對(duì)于二者具體工藝參數(shù)的作用效果及機(jī)理還存在一定爭(zhēng)論。本文基于自主設(shè)計(jì)的微動(dòng)損傷試驗(yàn)裝置,進(jìn)行多組參數(shù)對(duì)比試驗(yàn),總結(jié)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(dòng)參數(shù)條件下的微動(dòng)損傷行為規(guī)律,并將其應(yīng)用到TC4鈦合金榫結(jié)構(gòu)件試驗(yàn)中。所得結(jié)果具有一定指導(dǎo)和參考價(jià)值,具體研究結(jié)果表明:噴丸處理試樣在微動(dòng)行為中表現(xiàn)出較弱的粘著傾向。噴丸處理對(duì)TC4鈦合金微動(dòng)磨損行為的影響隨著噴丸強(qiáng)度參數(shù)變化呈波動(dòng)性。在不同的試驗(yàn)條件下存在最優(yōu)噴丸強(qiáng)度參數(shù),本試驗(yàn)中,0.20mmA噴丸強(qiáng)度參數(shù)表現(xiàn)較好,且應(yīng)用到榫結(jié)構(gòu)件疲勞試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)0.20mmA噴丸強(qiáng)化能夠明顯提高榫結(jié)構(gòu)件疲勞壽命。對(duì)于線/面和面/面接觸形式來(lái)說(shuō),當(dāng)微動(dòng)參數(shù)趨向滑移狀態(tài)時(shí),0.20mmA噴丸強(qiáng)度處理試樣微動(dòng)磨損程度較未噴丸磨光態(tài)試樣更輕,即表現(xiàn)出一定的抗線/面、面/面接觸形式微動(dòng)磨損性能;在微動(dòng)參數(shù)傾向于粘著狀態(tài),即微動(dòng)位移幅值相對(duì)于法向壓力較小時(shí),0.20mmA噴丸強(qiáng)度處理試樣微動(dòng)磨損程度較未噴丸磨光態(tài)試樣未見(jiàn)明顯減輕,此時(shí)噴丸處理并不能提高TC4鈦合金抗線/面、面/面接觸形式微動(dòng)磨損性能。對(duì)于點(diǎn)/面接觸形式,在試驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi),0.20mmA噴丸處理并未對(duì)TC4鈦合金微動(dòng)抗性有明顯改善效果,在某些參數(shù)下甚至表面出磨損加劇的現(xiàn)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(duì)比試驗(yàn)中,表面涂層均未磨穿,起到了保護(hù)基體的作用。本文研究還發(fā)現(xiàn)CuNi In涂層的微動(dòng)磨損機(jī)理較為特別。涂層質(zhì)地較軟,表面微凸體在法向壓力和位移作用下被反復(fù)切削填入周圍凹坑并被壓實(shí)形成平整的磨痕形貌,在接觸應(yīng)力作用下,裂紋萌生擴(kuò)展導(dǎo)致材料剝落進(jìn)而形成新起伏,如此反復(fù)的磨平起伏到材料剝落的過(guò)程形成了其特殊的磨損機(jī)制。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG146.23

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2707020