小球头超声强化在低预应力下对TC17钛合金表面完整性影响
编号:259
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更新:2025-04-17 14:13:10 浏览:8次
口头报告
摘要
TC17钛合金叶片加工后存在损伤和残余拉应力等,导致易于疲劳失效。超声滚压用于表面完整性提升,改善疲劳性能广泛被研究。但TC17钛合金叶片根部由于大曲率及薄壁特性,导致超声强化头直径及静力受到限制。通过有限元及实际验证,叶片超声强化静力范围被限定在在0-210N。本文提出了使用4mm小强化球头进行超声强化。小球头在小静力限制下与其他5个过程参数的正交试验被设计来验证效果。结果表明,在10N的小静力时同样能够取得较好效果。降低表面粗超度到Ra0.4以下,并使表面硬度提升4%,达到374HV,形成50um以上硬化层,诱导了100um深残余压应力层,最大残余压应力-100MPa。其中静力在70-140N时表现最好,表面均匀的粗超度Ra0.15,表面硬度402HV,提升11%,造成深度超过250um残余应力场,最大残余压应力-220MPa。当静力在210N时出现宽约180um,高度达到1.9um的残余高度,使强化表面出现明显沟壑,导致粗糙度存在方向性差异。静力变化强烈影响TC17钛合金的表面完整性性能。是由于小强化头导致更大的塑性流动,并出现了残余高度。通过微观相组织变形及流动来对该现象进行了解释。最后本文通过数值计算,说明不同静力对残余高度及粗糙度的4种影响.证明使用小静力强化同样能够显著提升TC17的表面完整性性能。
关键词
超声强化,Tc17钛合金,低预应力,小球头,圆角强化,表面完整性
稿件作者
吴广
四川大学机械工程学院
蒋睿嵩
四川大学机械工程学院
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