本文關(guān)鍵詞：TC4鈦合金噴丸強(qiáng)化表面完整性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：TC4鈦合金由于比強(qiáng)度高、中溫性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)成為最早用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)葉片和渦輪盤(pán)的鈦合金,但較差的抗疲勞性能限制了其在航空航天工業(yè)的應(yīng)用發(fā)展。噴丸強(qiáng)化技術(shù)是提高金屬材料的疲勞性能及抗應(yīng)力腐蝕能力的有效手段之一。本文采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、X射線(xiàn)衍射儀、維氏硬度計(jì)、表面輪廓儀及疲勞試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備,針對(duì)鋼丸干噴丸強(qiáng)化和陶瓷丸濕噴丸強(qiáng)化的表面強(qiáng)化工藝特點(diǎn),系統(tǒng)地研究了噴丸強(qiáng)化后TC4鈦合金的表面完整性及疲勞性能。TC4鈦合金經(jīng)過(guò)鋼丸干噴丸強(qiáng)化后,表層產(chǎn)生較大殘余壓應(yīng)力場(chǎng)。隨噴丸強(qiáng)度增加,表層殘余應(yīng)力值、最大殘余壓應(yīng)力及殘余壓應(yīng)力場(chǎng)深度均逐漸增加,最大殘余壓應(yīng)力位于次表層約301μm：表層組織加工硬化效果明顯,加工硬化層與殘余應(yīng)力場(chǎng)的深度基本一致；表面粗糙度Ra值隨噴丸強(qiáng)度增加而增大。表層組織由等軸晶組織轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維狀組織結(jié)構(gòu)。0.3 mmA噴丸強(qiáng)度下,纖維狀組織結(jié)構(gòu)層深約100 μm。采用濕噴丸強(qiáng)化工藝對(duì)TC4鈦合金進(jìn)行表面強(qiáng)化處理,研究了噴丸強(qiáng)度和覆蓋率參數(shù)對(duì)表面完整性的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：濕噴丸強(qiáng)化在合金表面引入殘余壓應(yīng)力場(chǎng),隨噴丸強(qiáng)度增加,最大殘余壓應(yīng)力及殘余應(yīng)力場(chǎng)深度逐漸增加。最大殘余壓應(yīng)力位于次表層約25 μm；在較低強(qiáng)度(0.1～0.2mmN)下,Ra值增加不明顯,試片表面機(jī)械加工劃痕消失,粗糙度值和原始態(tài)接近或降低,在噴丸強(qiáng)度較高時(shí),Ra值增加明顯。經(jīng)過(guò)濕噴丸強(qiáng)化后,表層組織發(fā)生循環(huán)塑性形變,表現(xiàn)出顯微硬度增加、衍射峰寬化、晶粒細(xì)化及晶格畸變程度增大等特點(diǎn)。增加覆蓋率可以降低表面粗糙度,但覆蓋率過(guò)高時(shí),殘余壓應(yīng)力場(chǎng)影響深度減小,表層組織出現(xiàn)加工軟化現(xiàn)象。疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,濕噴丸強(qiáng)化處理能夠有效提高TC4合金在低應(yīng)力下的疲勞壽命,其改善效果和噴丸強(qiáng)度之間不是單調(diào)關(guān)系,即存在最優(yōu)噴丸工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在噴丸強(qiáng)度為0.3 mmN和覆蓋率為400%時(shí),疲勞壽命改善效果最為顯著。通過(guò)TC4鈦合金疲勞試樣斷裂斷口分析發(fā)現(xiàn),未經(jīng)噴丸強(qiáng)化原始試樣的疲勞裂紋源位于試樣的表面,而經(jīng)過(guò)濕噴丸強(qiáng)化后,疲勞裂紋源萌生于試樣的次表層。濕噴丸強(qiáng)化處理對(duì)于TC4鈦合金疲勞裂紋源的萌生及裂紋穩(wěn)態(tài)擴(kuò)展的第一階段產(chǎn)生重要影響。
【關(guān)鍵詞】：TC4鈦合金 噴丸強(qiáng)化 表面完整性 疲勞強(qiáng)度
【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】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG668;TG146.23
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-22
• 1.1 鈦合金概述9-12
• 1.1.1 鈦合金的分類(lèi)9-10
• 1.1.2 TC4鈦合金10-11
• 1.1.3 鈦合金的應(yīng)用11-12
• 1.2 噴丸強(qiáng)化技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-20
• 1.2.1 噴丸強(qiáng)化技術(shù)分類(lèi)13-16
• 1.2.2 噴丸強(qiáng)化工藝16-18
• 1.2.3 噴丸強(qiáng)化機(jī)制18-20
• 1.3 選題意義和研究?jī)?nèi)容20-22
• 1.3.1 選題意義20-21
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 2 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法22-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料22-23
• 2.2 研究方法23
• 2.3 噴丸強(qiáng)化處理23-25
• 2.4 表面完整性分析25-29
• 2.4.1 表面三維形貌及粗糙度25
• 2.4.2 殘余應(yīng)力25-28
• 2.4.3 顯微組織結(jié)構(gòu)28-29
• 2.4.4 顯微硬度29
• 2.5 疲勞性能測(cè)試29-31
• 3 干噴丸強(qiáng)化對(duì)TC4鈦合金表面完整性的影響31-38
• 3.1 表面形貌31-33
• 3.2 殘余應(yīng)力33-34
• 3.3 顯微硬度34-35
• 3.4 微觀組織結(jié)構(gòu)35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 4 濕噴丸強(qiáng)化對(duì)TC4鈦合金表面完整性的影響38-49
• 4.1 噴丸強(qiáng)度參數(shù)對(duì)表面完整性的影響38-44
• 4.1.1 表面三維形貌38-40
• 4.1.2 殘余應(yīng)力分析40-41
• 4.1.3 顯微硬度分析41-42
• 4.1.4 組織結(jié)構(gòu)分析42-44
• 4.2 覆蓋率參數(shù)對(duì)表面完整性的影響44-48
• 4.2.1 表面三維形貌44-46
• 4.2.2 顯微硬度分析46-47
• 4.2.3 殘余應(yīng)力分析47-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 5 濕噴丸強(qiáng)化對(duì)TC4鈦合金疲勞性能的影響49-58
• 5.1 拉-拉疲勞性能49-53
• 5.2 疲勞斷口形貌53-57
• 5.3 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況63-64
• 致謝64-65

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 趙立海,來(lái)慶秀;液體噴丸效果的影響因素及應(yīng)用[J];汽輪機(jī)技術(shù);2004年02期

2 馬壯;李應(yīng)紅;任旭東;周磊;;航空鋁合金激光噴丸強(qiáng)化研究[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2007年10期

  本文關(guān)鍵詞：TC4鈦合金噴丸強(qiáng)化表面完整性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：252584