激光冲击强化对Ti6Al4V合金表面完整性和四点弯曲疲劳性能的影响

罗学昆¹，查小晖²，王欣¹，王强¹，宋颖刚¹，汤智慧¹

1. 中国航发北京航空材料研究院2. 中国航发湖南动力机械研究所

摘 要：采用扫描电镜、显微硬度仪、X射线应力测量仪及透射电镜等对激光冲击强化Ti6Al4V合金的表面完整性进行了分析,采用MTS疲劳试验机测试了疲劳性能,并采用扫描电镜分析了疲劳断口,探讨了激光冲击强化机制。结果表明:经功率密度为15. 9 GW/cm~2的激光处理后,其四点弯曲中值疲劳寿命较未处理试样提高了4. 2～23. 5倍;激光功率密度越大,试样的中值疲劳寿命越长。激光冲击强化表现出比喷丸强化更优的疲劳寿命增益效果。经激光冲击强化后,Ti6Al4V合金表面形成了深度为600～1 400μm的残余压应力场,表面硬度比未强化区域提高了约10%,且亚表层内部的位错密度也有显著提高。

关键词：激光冲击强化;钛合金;疲劳寿命;残余应力场;