重型燃機(jī)TC4壓氣機(jī)葉片噴丸及其對(duì)疲勞性能的影響.pdf

1、本課題以重型燃機(jī)TC4鈦合金壓氣機(jī)葉片為研究載體，研究選擇適合的噴丸工藝滿足該燃機(jī)葉片疲勞性能的要求。論文首先研究葉片鍛件材料噴丸對(duì)其力學(xué)性能的影響，隨后研究了葉片及榫頭的噴丸工藝，最后研究了拋磨工序與噴丸工序組合作用對(duì)葉片性能的影響規(guī)律。論文取得了以下主要結(jié)果。
　　從壓氣機(jī)葉片鍛件取得試樣，進(jìn)行不同條件的噴丸試驗(yàn)對(duì)比，通過(guò)組織力學(xué)性能指標(biāo)的測(cè)試，分析了彈丸種類、噴丸氣壓、靶距、覆蓋率對(duì)材料性能的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)陶瓷丸產(chǎn)生的表面殘

2、余應(yīng)力隨噴丸強(qiáng)度變化平緩、易于工藝控制，同時(shí)殘余應(yīng)力分布也優(yōu)于鑄鋼丸；噴丸氣壓對(duì)噴丸強(qiáng)度、表面粗糙度、表面顯微硬度的影響最大，成線性分布；而靶距、角度的影響相對(duì)較小，存在最佳區(qū)間。噴丸強(qiáng)度，表面粗糙度和顯微硬度均隨氣壓增大而增大、隨靶距增大先增大后減小、隨入射角增加而增大。當(dāng)噴丸氣壓0.15MPa、靶距150mm、角度90°時(shí)，表面粗糙度約0.8μm，噴丸強(qiáng)度可達(dá)到0.16mmA。
　　參照以往生產(chǎn)的零件噴丸工藝，針對(duì)葉身及榫頭擬

3、訂九種噴丸工藝方案，用旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)測(cè)試試件的疲勞性能，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)0.15mm直徑的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為0.1mmA～0.2mmA，表面覆蓋率為100％～300%的噴丸工藝能使試樣在600MPa下平均疲勞壽命達(dá)到5×106周次，比未噴丸試樣在560MPa下的疲勞壽命提高了20倍以上，選此工藝為壓氣機(jī)葉片的初步噴丸工藝。經(jīng)過(guò)500℃/1h和200℃/1h的保溫處理后的殘余應(yīng)力分析，發(fā)現(xiàn)在中溫工況下噴丸覆蓋率為100%時(shí)，殘余

4、應(yīng)力和組織狀態(tài)都有利于提高疲勞性能。
　　鑒于噴丸前表面狀態(tài)可能對(duì)噴丸效果有影響，針對(duì)拋磨工序與噴丸工序組合作用開展了噴丸效果研究。發(fā)現(xiàn)當(dāng)噴丸強(qiáng)度0.2mmA時(shí)，拋磨工藝的影響效果被噴丸強(qiáng)化效果完全覆蓋；當(dāng)噴丸強(qiáng)度0.1mmA時(shí)拋磨的影響未被噴丸強(qiáng)化效果完全消除。采用前期已試驗(yàn)確定的噴丸工藝進(jìn)行壓氣機(jī)葉片噴丸，利用共振振幅監(jiān)測(cè)法進(jìn)行葉片振動(dòng)疲勞考核試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證噴丸效果，證明了本課題所確定的工藝能夠達(dá)到《燃機(jī)壓氣機(jī)動(dòng)葉測(cè)頻和疲勞強(qiáng)度檢