高周疲劳条件下激光温喷丸TC4钛合金的残余应力释放规律及疲劳特性

稀有金属材料与工程, 2015, 44(5): 1185-1190.

高周疲劳条件下激光温喷丸TC4钛合金的残余应力释放规律及疲劳特性

孟宪凯 ^1, , 周建忠 ^2, , 黄舒 ^3, , 盛杰 ^4, , 韩煜航 ^5, , 朱炜立 ^6, , 陈寒松 ^7, , 苏纯 ^8,

1.江苏大学,江苏镇江,212013

2.江苏大学,江苏镇江,212013

3.江苏大学,江苏镇江,212013

4.江苏大学,江苏镇江,212013

5.江苏大学,江苏镇江,212013

6.江苏大学,江苏镇江,212013

7.江苏大学,江苏镇江,212013

8.江苏大学,江苏镇江212013;常州工学院,江苏常州213002

基金项目: 江苏省自然科学基金(BK20141166) 江苏省科技工业支撑项目(BE2013097),江苏大学高级人才启动基金(13JDG109) 高等学校博士学科点专项科研基金(20123227110022) 中国博士后科学基金54批面上项目(2013M540417) 国家自然科学基金(51175236)

关键词：激光光学 , 残余应力释放 , 高周疲劳 , 激光温喷丸 , TC4钛合金

Residual Stress Relaxation and Fatigue Properties of TC4 Titanium Alloy Induced by Warm Laser Peening under High-Cycle Fatigue

Keywords： laser optics , residual stress relaxation , high-cycle fatigue , warm laser peening , TC4 titanium alloy

使用Nd:YAG纳秒激光器分别在试样表面温度为20、100、200、300以及400℃下对TC4钛合金狗骨状拉伸试样进行激光喷丸表面强化,然后使用疲劳试验机在高周疲劳条件下对试样进行残余应力释放测试与疲劳寿命测试,并使用热场发射扫描电镜研究激光温喷丸后试样的断口特点.结果表明,经过10 000次循环载荷后,试样表面温度为20、100、200、300及400℃时激光喷丸TC4钛合金试样的残余压应力幅值分别下降至-100、-75、-132、-196与-146 MPa;由于较高的残余压应力幅值及较低的残余应力释放速度,300℃时激光温喷丸试样的疲劳条带间距约为0.42 μm,比20℃激光喷丸降低了约64％.300℃时激光温喷丸试样的疲劳寿命高达147 846次,约为20℃激光喷丸试样的1.7倍.

参考文献

[1]	卫中山,王珉,张明,丁文江.TC4钛合金的微动疲劳行为研究[J].稀有金属材料与工程,2006(07):1050-1052.
[2]	许海鹰,曹子文,邹世坤,车志刚.激光冲击处理对TC4氩弧焊焊缝力学性能的影响[J].稀有金属材料与工程,2012(04):672-676.
[3]	何卫锋,李应红,李启鹏,聂祥樊,李玉琴,周磊.LSP提高TC6钛合金振动疲劳性能及强化机理研究[J].稀有金属材料与工程,2013(08):1643-1648.

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