高能噴丸表面納米化對(duì)TC4合金疲勞性能的影響.pdf

1、鈦合金由于具有高的比強(qiáng)度、優(yōu)良的耐蝕性和良好的高溫性能等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代航空航天、軍事和民用工業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用。其中Ti-6Al-4V（TC4）合金應(yīng)用最為廣泛，占整個(gè)鈦合金的50％以上。材料或構(gòu)件在使用過程中，常受到多次重復(fù)變化的載荷作用，應(yīng)力水平雖然沒有超過材料的強(qiáng)度極限，甚至比彈性極限還低的情況下就可能發(fā)生破壞，即材料發(fā)生了疲勞破壞。所以采用有效的工藝手段提高鈦合金的疲勞強(qiáng)度在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的意義。通過普通噴丸和滾壓等手段可

2、以在一定程度上提高金屬疲勞強(qiáng)度。盧柯等提出了通過高能噴丸實(shí)現(xiàn)材料的表面納米化的技術(shù)，高能噴丸技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、耗能少、效率高、適用面廣等優(yōu)點(diǎn)。本研究采用高能噴丸強(qiáng)化工藝，對(duì)等軸狀和層片狀TC4合金進(jìn)行表面納米化處理，測(cè)試其旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞極限，通過X-射線衍射儀、掃描電鏡、顯微硬度儀等手段，對(duì)高能噴丸表面納米化后的試樣進(jìn)行分析，通過掃描電鏡對(duì)斷口形貌進(jìn)行了觀察與分析。結(jié)論如下： ⑴采用的噴丸工藝參數(shù)：高能噴丸采用F1．0mm的鉻鉬合

3、金鋼丸，彈丸速度為50m/s，噴丸時(shí)間為2h和8h；復(fù)合噴丸采用F0．5mm的鉻鉬合金鋼丸，彈丸速度為50m/s，噴丸時(shí)間為30min。 ⑵高能噴丸強(qiáng)化工藝可以在TC4合金表面制備出一定厚度的納米層，納米尺寸可達(dá)到20nm。 ⑶高能噴丸強(qiáng)化使材料表面的硬度提高，出現(xiàn)硬化層。高能噴丸強(qiáng)化使材料的表層的硬度明顯高于基體，且噴丸時(shí)間越長(zhǎng)，材料的硬度越高。 ⑷高能噴丸強(qiáng)化明顯提高等軸狀TC4合金的疲勞強(qiáng)度，可能是由于高能