周留成
,
李应红
,
何卫锋
,
陈东林
,
聂襄樊
稀有金属材料与工程
对Ti-SAl-4Mo-4Cr-2Sn-2Zr钛合金进行了不同能量和冲击次数的激光冲击强化,通过残余应力、显微硬度、XRD和TEM分析其对力学性能和微观组织的影响.结果表明,功率密度和冲击次数对残余应力和显微硬度都有较大影响,激光冲击强化后,显微硬度和残余应力都有大幅度提升,并形成一定厚度的变形层,增加冲击次数或者增大功率密度都可提高其幅值和影响深度.不同冲击参数下的XRD测试表明,激光冲击强化后衍射峰位置没有发生变化,但有展宽.激光3次冲击后可在表面形成一层纳米晶,晶粒大小为30～60 nm,且取向随机.位错运动是Ti-5Al-4Mo-4Cr-2Sn-2Zr钛合金晶粒细化的主要原因.
关键词:
激光冲击强化
,
钛合金
,
冲击参数
,
残余应力
,
表面纳米晶
李媛
,
何卫锋
,
聂祥樊
,
游熙
,
周留成
中国表面工程
doi:10.11933/j.issn.1007-9289.20161225001
为研究激光冲击强化对钛合金试件疲劳性能的影响,在标准试件的裂纹扩展路径上设计了全强化和间隔强化两种不同的强化方案,研究激光冲击强化对试件疲劳寿命和裂纹稳定扩展时速率的影响规律,利用有限元数值模拟和X射线残余应力测试获得了试件的残余应力场分布状态,并对比分析了试件的断口形貌和微观组织特征.结果表明:相比于未强化试件,激光冲击强化后试件的平均疲劳寿命分别提高了2.14倍和1.90倍,两种不同的冲击强化方法分别降低钛合金试件的裂纹扩展速率24％和15％.间隔强化后试件表面产生-512 MPa的最大残余压应力,裂纹扩展的C'值为-7.3,m值为2.6,而强化间隔区引入最大值为82.4 MPa的残余拉应力,裂纹扩展速率急剧升高,C'值减小至-13.6,m值为8.0.当裂纹扩展到强化区时,扩展速率再次降低,激光冲击强化对TC17钛合金疲劳裂纹扩展有显著的抑制作用.
关键词:
激光冲击强化
,
TC17钛合金
,
残余应力
,
疲劳
,
裂纹扩展
