表面加工状态对Ti-1023钛合金疲劳性能的影响.pdf

表面加工状态对押辖鹌@托阅艿挠跋通信作者:齐立春:电话:;唬琺簈笛文章编号:——齐立春,黄利军,黄旭,∥型钛合金,由于具有比强度高、断裂韧度好、各向异性小、锻造温度低和抗应力腐蚀能力强等一系列优点,在飞机和直升机制造中获得了广泛应用。波音苫捎肨押辖鸫替钢制起落架后,每架飞机质量减轻大约。—钛合金零件,质量减轻约%。在国际上,,其中,包括桨毂、套筒、支座、旋翼轴和桨叶与轴的连接接头等零件5捎赥钛合金属于高强度钛合金,对应力集中比较敏感,当零件经不当加工后,若表面完整性遭到破坏,表面缺陷等将成为疲劳源,会严重降低零件的使用寿命。本文作者主要研究了表面加工状态对疲劳性能的影响,通过对疲劳试样表面粗糙度、表面压应力和疲劳断口等的测试与分析,,,为提高押辖零件的疲劳断裂寿命提供依据。试验材料为经过三次真空自耗熔炼制备的中国有色金属学报本┖娇詹牧涎芯吭海本摘要:研究表面加工状态对一钛合金疲劳性能的影响,结果表明:经纵抛后的试样表面粗糙度比圆磨试样低鍪考叮浔砻嫜褂ακ窃材ナ匝砻嫜褂αΦ倍;当循环次数大于保琓押辖鹱菖资匝疲劳极限比圆磨试样疲劳极限提高%;零件可以通过表面喷丸处理在表层引入残余压应力场和表面加工改善表面粗糙度相结合的方法,达到提高零件疲劳性能的目的。关键词:.钛合金;表面完整性:表面粗糙度;表面压应力;疲劳性能中图分类号:文献标志码:珺,第卷专辑年月琀,玪籺%甋篢黄﹗;基金项目:国家重点研究发展计划项:籹籹
峁胩致痳αΡ萊一J匝ぷ鞑糠植扇×街旨一钛合金,铸锭经开坯、锻造和热处理,得到的显微组织为时效声基体蜃础⑻踝闯跎谧橹有连续、平直的嗤绾痛执蟮木Ы缈谙嘧橹作部分脑残喂饣∈匝赟悬臂式旋转疲劳试验机上进行旋转弯曲疲劳试验,转速工方式即圆磨和纵抛,采用猧フ胧奖砻娲糙度仪测试圆磨和纵抛两种方式加工的疲劳试样表面粗糙度,测试了圆磨和纵抛两种方式的疲劳试样表面劳断口形貌。表面加工状态对表面粗糙度的影响分别对经圆磨和纵抛加工的两组疲劳试样表面粗糙度进行测量,结果如表捅所示。从表锌以看到,,。从表捅可以得出:纵抛试样表面粗糙度比圆磨试样表面粗糙度低一个数量级,这说明纵抛试样表面质量高于圆磨试样。取的研究表明:如果在表面粗糙度对疲劳断裂抗力起主要作用的条件下,表面粗糙度大,裂纹易在表面形核,降低零件的疲劳极限,而且使疲劳曲线左移,降低疲劳寿命;若表面粗糙度较小,疲劳源常在试样内部,疲劳极限提高较大。表面加工状态对表面压应力的影响试样经不同的表面加工或处理会在表层引入一定的残余应力,残余压应力使疲劳断裂抗力增高,而残余拉应力使疲劳断裂抗力下降。残余压应力提高疲劳断裂抗力机理是当表面层承受外加交变载荷时,表层的残余压应力会抵消外界拉应力对材料的作用,即降低外加交变载荷中的拉应力水平,拉应力越小,材料表面微观裂纹周围的应力集中越低,因此,可以有效地抑制裂纹萌生【浚冶聿愕牟杏嘌褂α梢栽黾裂纹的闭合效应来减小疲劳短裂纹的扩展速率【浚至出现止裂现象A硗猓杏嘌褂αΤ】梢越@裂纹源由表面驱赶到亚表面层【,若裂纹萌生于亚表面层,