400℃高周疲劳下TC17超声冲击强化表面状态演化规律研究

摘要

以TC17钛合金为研究对象,通过超声冲击强化工艺试验、表面状态测试分析和400℃高周疲劳试验,分析了超声冲击强化表面粗糙度、表面几何形貌、表层残余应力、表层显微硬度和表层微观组织等表面状态特征在400℃拉/拉高周疲劳试验过程中的演化规律。结果表明,与超声冲击强化试样初始表面状态相比,试样在400℃下保温1 h后,表面粗糙度Ra从0.46μm增大到0.67μm,表面显微硬度从630 HV0.025降低至450 HV0.025,表面残余压应力从-640 MPa减小到-525 MPa,残余压应力峰值从-1088 MPa减小到-776 MPa,塑性变形层深度由20μm减小到13μm;400℃下试样疲劳断裂后,表面粗糙度为1.22μm,残余压应力影响层深度为70μm,塑性变形层深度为9μm,表层等轴状α相转变为长条状,平均晶粒面积由11.8μm²增大至34μm²。

关键词

TC17钛合金 / 超声冲击强化 / 表面状态 / 高周疲劳 / 演化规律