TC11钛合金液体喷丸疲劳性能研究.pdf

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1、No．6《大型铸锻件》November2015HEAVYCASnNGANDFORGINGTCll钛合金液体喷丸疲劳性能研究田宇王丽艳李明君赵龙飞(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，黑龙江150046)摘要：对TCll钛合金进行了不同液体喷丸工艺试验，分别应用三点弯曲高频疲劳试验和x射线应力分析系统测试了材料的疲劳性能及表面残余应力分布，研究了不同喷丸工艺对疲劳性能和表面残余应力的影响。结果表明，一定范围内，喷丸压力越大，表面残余应力越高，疲劳极限越高。但喷丸压力增加到一定限度时，疲劳强度下降。喷丸饱和时间及喷丸角度对表面

2、残余应力和疲劳极限影响较小。关键词：TC11；液体喷丸；疲劳性能中图分类号：TG146．23文献标志码：BResearchonFatiguePropertyofLiquidShotBlastingTreatedTC11TitaniumAlloyTianYu，WangLiyan，LiMingjan，ZhaoLongfeiAbstract：ByperformingdiferentliquidshotblastingprocessonTClltitaniumalloy，thefatiguepropertyandthedi

3、stributionofsurfaceresidualstresshavebeenobtainedbymeansofthethree—pointbendinghighfrequencyfatiguetestandtheX—raystressanalysissystem．Meanwhile，theinfluenceofdifferentshotblastingprocessonfatiguepropertyandsurfaceresidualstresshasbeenstudied．Itturnedoutthatwi

4、thincertainlimits，thepressureofshotblastingprocesswasgreater，thesurfaceresidualstresswasgreaterandthefatiguelimitwasgreater．Butwhenthepressureofshotblastingprocessincreasedtoacertainlimit，thefatiguestrengthdecreased．Theinfluenceofsaturationtimeandinci—dentangl

5、eofshotblastingprocessonsurfaceresidualstressandfatiguelimitwaslesser．Keywords：TC11；liquidshotblasting；fatiguepropertyTC11是一种Ti．A1．M0．zr．si系马氏体仅+B钼3．26％，锆1．60％，硅0．02％。热处理工艺选型两相钛合金，在500oC以下具有较高强度和良用960℃固溶30rain后空冷，530℃固溶6h后空好的抗腐蚀能力，因此在航空航天领域得到了广冷。其力学性能为：R舢=1O11

6、MPa，R=1105泛应用¨J。通过喷丸强化引入有利的残余应力MPa，A=15％，Z=39％。分布是提高TC11抗疲劳性能和微动疲劳抗力的1．2喷丸试验公认方法。近年来，许多钛合金材料在应用中均喷丸试验采用液体喷丸机，喷丸丸粒为直径采用了喷丸强化工艺。高玉魁_2研究了喷丸对1mm的铸钢丸。在对三点弯曲试样喷丸之前，先TC4合金微观组织结构的影响。陈国清等人采用Almen试样对每种喷丸工艺的饱和度进行测用陶瓷液体喷丸的方法提高了Ti-6AI-4V的疲劳定，当在与2T之间时，弧高的增加量不超过强度，并有效降低了试样的表

7、面粗糙度。王欣等10％即为饱和。饱和度曲线如图1所示。不同喷人采用陶瓷喷丸在Ti60合金表面获得较小的丸参数下的饱和度时间略有不同，在20min～表面粗糙度和较大的残余压应力，并使其疲劳性40min之间。本试验通过设计不同喷丸压力、喷能提高了4倍。丸角度、喷丸时间的5种工艺方案(见表1)，研究本文对TC11三点弯曲疲劳试样进行液体喷丸，研究不同喷丸工艺对TC11疲劳强度以及表面残余应力的影响。枢1TC-11材料及试验方法甚1．1试验材料本试验所用TC11的化学成分为：铝6．28％，图1饱和度曲线收稿151期：20l

8、5—O5—11Figure1Saturationcurve22No．6《大型铸锻件》November2015HEAVYCASTINGANDF0RGING是由于喷丸压力过大会使喷丸表面出现微裂纹，从而导致疲劳强度降低，即产生了过喷效应。从图7可以看出，经过0．1MPa喷丸处理后的TC11与经过0．1MPa-2T处理后的TC11疲劳极限相差不大，说明在喷丸压力相