拉-拉疲劳载荷下钛合金湿喷丸的残余应力松弛及再次喷丸工艺

赵慧生¹，陈国清¹，盖鹏涛²，李志强²，周文龙¹，付雪松¹

1. 大连理工大学材料科学与工程学院2. 中国航空制造技术研究院塑性成形技术航空科技重点实验室

摘 要：采用湿法喷丸强化工艺（wet shot-peening）对TC4钛合金表面进行处理,研究高、低周的拉-拉疲劳过程中合金残余应力松弛规律,探讨再次喷丸工艺（re-shot-peening,RSP）对疲劳寿命的影响。结果表明:在拉应力载荷状态下,残余压应力依然发生松弛现象。疲劳载荷水平对喷丸TC4钛合金残余压应力场（CRSF）的松弛速率、松弛程度和松弛范围具有重要影响。高周疲劳（HCF）过程中残余应力松弛主要发生在近表层0～30μm,松弛速率较慢。低周疲劳（LCF）过程中残余应力松弛发生在0～80μm,范围更大,速率更快。RSP周期对于TC4钛合金的疲劳寿命也具有较大影响。在25%和50%初始喷丸疲劳寿命进行RSP处理会显著提高疲劳寿命,而在75%初始喷丸疲劳寿命处进行RSP处理对于疲劳寿命基本没有影响。此外,RSP的强化效果与疲劳载荷水平相关,对于高周疲劳寿命提高明显。

关键词：湿法喷丸;残余应力松弛;再次喷丸;疲劳性能;