激光冲击强化对TC4钛合金缺口叶片疲劳强度的影响

作     者：田增 何卫峰 周留成 王亚洲 罗思海 姜楠 张梁舒怡 TIAN Zeng;HE Wei-feng;ZHOU Liu-cheng;WANG Ya-zhou;LUO Si-hai;JIANG Nan;ZHANG Liang-shu-yi

作者机构：空军工程大学西安710038 西安天瑞达光电技术股份有限公司西安710077 

基　　金：国家自然科学基金(52005508) 国家重大专项基金(J2019–Ⅳ–0014–0082) 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2022年第51卷第10期

页      码：30-37,I0005页

摘      要：目的提高航空发动机叶片抗外物损伤的性能。方法采用薄壁件激光冲击强化工艺,对某型发动机TC4钛合金叶片包含一阶弯曲振动节线区域的表面进行处理,随后在叶片前缘一阶弯曲振动节线位置设计不同应力集中系数的缺口。参考有限元仿真软件分析结果和相关标准要求,预制应力集中系数Kt为3.2的缺口。通过力值校核和有限元仿真之间的多次迭代,明确应力测试位置与缺口危险点应力之间的关系。通过振动疲劳试验对激光冲击强化效果进行评价。通过扫描电子显微镜观察疲劳断口的形貌,采用残余应力仪对梯度残余应力进行测试,并提取相应位置的半峰全宽值,对激光冲击强化提升缺口叶片疲劳强度的原因进行分析。结果经激光冲击强化处理后的钛合金缺口叶片在107次循环下的疲劳强度提升了63.2%;残余压应力层深度可达1.5 mm,且表层位错密度提升了67.5%;经激光冲击强化处理后钛合金缺口叶片裂纹萌生于近表面。结论激光冲击强化引入的表层梯度残余压应力和位错增殖是缺口叶片疲劳强度提升的主要原因。

主 题 词：钛合金 叶片 缺口 激光冲击强化 疲劳 

学科分类：082502[082502] 08[工学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.10.004

馆 藏 号：203115249...