發(fā)布時間：2017-03-17 08:05

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

【摘要】：TC4鈦合金由于比強度高、中溫性能穩(wěn)定等優(yōu)點成為最早用于制作航空發(fā)動機的壓縮機葉片和渦輪盤的鈦合金,但較差的抗疲勞性能限制了其在航空航天工業(yè)的應用發(fā)展。噴丸強化技術是提高金屬材料的疲勞性能及抗應力腐蝕能力的有效手段之一。本文采用光學顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀、維氏硬度計、表面輪廓儀及疲勞試驗機等設備,針對鋼丸干噴丸強化和陶瓷丸濕噴丸強化的表面強化工藝特點,系統(tǒng)地研究了噴丸強化后TC4鈦合金的表面完整性及疲勞性能。TC4鈦合金經(jīng)過鋼丸干噴丸強化后,表層產生較大殘余壓應力場。隨噴丸強度增加,表層殘余應力值、最大殘余壓應力及殘余壓應力場深度均逐漸增加,最大殘余壓應力位于次表層約301μm：表層組織加工硬化效果明顯,加工硬化層與殘余應力場的深度基本一致；表面粗糙度Ra值隨噴丸強度增加而增大。表層組織由等軸晶組織轉變?yōu)槔w維狀組織結構。0.3 mmA噴丸強度下,纖維狀組織結構層深約100 μm。采用濕噴丸強化工藝對TC4鈦合金進行表面強化處理,研究了噴丸強度和覆蓋率參數(shù)對表面完整性的影響規(guī)律。實驗結果表明：濕噴丸強化在合金表面引入殘余壓應力場,隨噴丸強度增加,最大殘余壓應力及殘余應力場深度逐漸增加。最大殘余壓應力位于次表層約25 μm；在較低強度(0.1～0.2mmN)下,Ra值增加不明顯,試片表面機械加工劃痕消失,粗糙度值和原始態(tài)接近或降低,在噴丸強度較高時,Ra值增加明顯。經(jīng)過濕噴丸強化后,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、晶粒細化及晶格畸變程度增大等特點。增加覆蓋率可以降低表面粗糙度,但覆蓋率過高時,殘余壓應力場影響深度減小,表層組織出現(xiàn)加工軟化現(xiàn)象。疲勞實驗結果表明,濕噴丸強化處理能夠有效提高TC4合金在低應力下的疲勞壽命,其改善效果和噴丸強度之間不是單調關系,即存在最優(yōu)噴丸工藝參數(shù)。實驗結果顯示在噴丸強度為0.3 mmN和覆蓋率為400%時,疲勞壽命改善效果最為顯著。通過TC4鈦合金疲勞試樣斷裂斷口分析發(fā)現(xiàn),未經(jīng)噴丸強化原始試樣的疲勞裂紋源位于試樣的表面,而經(jīng)過濕噴丸強化后,疲勞裂紋源萌生于試樣的次表層。濕噴丸強化處理對于TC4鈦合金疲勞裂紋源的萌生及裂紋穩(wěn)態(tài)擴展的第一階段產生重要影響。
【關鍵詞】：TC4鈦合金 噴丸強化 表面完整性 疲勞強度
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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9-10
• 1.1.2 TC4鈦合金10-11
• 1.1.3 鈦合金的應用11-12
• 1.2 噴丸強化技術的研究現(xiàn)狀12-20
• 1.2.1 噴丸強化技術分類13-16
• 1.2.2 噴丸強化工藝16-18
• 1.2.3 噴丸強化機制18-20
• 1.3 選題意義和研究內容20-22
• 1.3.1 選題意義20-21
• 1.3.2 研究內容21-22
• 2 實驗材料與實驗方法22-31
• 2.1 實驗材料22-23
• 2.2 研究方法23
• 2.3 噴丸強化處理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 殘余應力25-28
• 2.4.3 顯微組織結構28-29
• 2.4.4 顯微硬度29
• 2.5 疲勞性能測試29-31
• 3 干噴丸強化對TC4鈦合金表面完整性的影響31-38
• 3.1 表面形貌31-33
• 3.2 殘余應力33-34
• 3.3 顯微硬度34-35
• 3.4 微觀組織結構35-36
• 3.5 本章小結36-38
• 4 濕噴丸強化對TC4鈦合金表面完整性的影響38-49
• 4.1 噴丸強度參數(shù)對表面完整性的影響38-44
• 4.1.1 表面三維形貌38-40
• 4.1.2 殘余應力分析40-41
• 4.1.3 顯微硬度分析41-42
• 4.1.4 組織結構分析42-44
• 4.2 覆蓋率參數(shù)對表面完整性的影響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 殘余應力分析47-48
• 4.3 本章小結48-49
• 5 濕噴丸強化對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57-58
• 結論58-59
• 參考文獻59-63
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況63-64
• 致謝64-65

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 趙立海,來慶秀;液體噴丸效果的影響因素及應用[J];汽輪機技術;2004年02期

2 馬壯;李應紅;任旭東;周磊;;航空鋁合金激光噴丸強化研究[J];制造技術與機床;2007年10期

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

本文編號：252584