李玉琴
,
何卫锋
,
聂祥樊
,
李靖
,
柴艳
稀有金属材料与工程
为了研究激光冲击强化技术在高温部件上应用的可行性,研究了GH4133镍基高温合金激光冲击后强化效果的热稳定性.分别采用激光冲击强化、激光冲击强化加保温的方法进行处理,并利用SEM、显微硬度和残余应力的测试方法分析了温度对激光冲击处理后GH4133材料微观组织和力学性能的影响.通过冲击强化后涡轮叶片的高温疲劳试验验证强化效果的热稳定性,并分析其高温下的强化机制.结果表明,激光冲击强化可以在GH4133镍基高温合金表层产生较大残余压应力,细化晶粒;并且在温度作用下,激光冲击GH4133合金形成的细化晶粒在析出相的钉扎作用下具有 较好的热稳定性.另一方面残余压应力的应力集中减小,分布均匀.两者的共同作用提高了强化效果的热稳定性,有利于疲劳性能的提高.
关键词:
GH4133镍基高温合金
,
激光冲击强化
,
微观组织
,
残余应力
,
热稳定性
聂祥樊
,
何卫锋
,
王学德
,
李启鹏
,
柴艳
稀有金属材料与工程
针对航空发动机TC17钛合金叶片易受外来物打伤实际问题,需要进一步提高叶片的疲劳强度.对板状TC17钛合金进行不同激光功率密度下的激光冲击,分别利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、残余应力测试仪和显微硬度计分别对激光冲击前后TC17钛合金的组织和力学性能进行了观察和测试,再选取强化效果较好的功率密度为4 GW/cm2时对叶片强化后进行振动疲劳试验.结果表明:TC17钛合金在不同功率密度激光冲击后,表面组织产生大量高密度位错和纳米晶,随着功率密度的增大,晶粒细化程度越大;残余应力值和显微硬度都随深度增加而减小,表面显微硬度提高了20％,并形成800 μm左右的硬度影响层;而功率密度为4 GW/cm2时提高幅度最大,HV0.1硬度为4310 MPa,表面残余压应力达到628.2 MPa,且残余应力在280和450℃下具有较好的热稳定性;TC17钛合金叶片在4 GW/cm2参数下强化后,其振动疲劳寿命提高了2倍.
关键词:
TC17钛合金
,
激光冲击强化
,
纳米晶
,
残余应力
,
疲劳寿命
张翼飞
,
何光宇
,
王学德
,
何卫锋
,
柴艳
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.07.015
目的：研究TiN/Ti涂层结构变化对TC4钛合金基体冲击塑性应变的影响。方法采用有限元分析软件ABAQUS建立球形Al2 O3颗粒冲击覆有TiN/Ti涂层TC4基体的二维轴对称模型，分析涂层硬质层厚度、硬质层层数对基体在冲击过程中的等效塑性应变的影响规律。结果对于无涂层的基体，其冲击塑性应变仅发生在冲击的加载阶段，冲击塑性应变分为加载及卸载两个阶段，加载阶段基体的塑性应变由球形颗粒的冲击产生，卸载阶段基体的塑性应变由涂层硬质层的回弹产生。对于单层结构涂层，当硬质层厚度低于12μm时，随着硬质层厚度的增加，基体的塑性应变较大且呈振荡变化；当硬质层厚度超过12μm时，随着硬质层厚度的增加，基体的塑性应变减小。对于多层结构涂层，当硬质层的厚度不变，增加涂层硬质层层数使得基体的塑性应变减小。结论有限元可以模拟分析TiN/Ti涂层结构对TC4钛合金冲蚀性能影响规律，优化TiN/Ti抗冲蚀涂层的结构设计参数，对抗冲蚀涂层的结构设计及其进一步研究具有指导意义。
关键词:
抗冲蚀涂层
,
基体
,
数值模拟
,
塑性应变
,
航空发动机叶片
,
TiN/Ti涂层
