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杌槭设计与制造
第1期
198
Machinery Design Manufacture
2012年1月
文章编号:1001-3997(2012)01-0198-03
激光冲击强化对TC17表面硬度的影响
聂祥樊龙霓东刘海雷何卫锋李启鹏
(空军工程大学工程学院,西安710038
Effect of laser shock peening on surface hardness of TC17 titanium alloy
NIE Xiang-fan, LONG Ni-dong, LIU Hai-lei, FE Wei-feng, L Qi-peng
w, (School of Engineering, Air Force Engineering University, Xi'an710038, China)
摘要】TC17钛合金叶片耐磨性較差,在航空发动机恶劣的使用环境下受到冲刷磨损的作用易
引发疲劳断裂。研究利用激光冲击强化技术对TC17钛合金进行表面强化,结果表明:激光冲击强化能子
够显著提高TC17材料硬度,提升材料杭冲刷磨损性能。从不同冲击参数强化后硬度测试結果得出,功
率密度4GWim2、冲击三次为TC17钛合金最住的激光冲击强化エ艺参数,其硬度提高幅度达到10%以
上,并且影响深度超过1mm。激光冲击强化过程中引入的表层晶粒纳米级细化及次表层高密度位错是
材料硬度提高的主要原因
关键词:TC17钛合金;冲刷磨损;激光冲击强化;表面纳米化;高密度位错
[ Abstract] Under severe environment, the wane of aeroengine, made oftc1 7 titanium alloy with poor
wear resistance, is prone to result in a fatigue rupture caused by washing abrasion By making use of th
technology of Laser Shock Peening the surface of the material is strengthened, which results indicate that
the technology can obviously improve the rigidity and boost up the wear resistance. lt is knon from hard-f
s ness tests with di ferent shock parameter that the power density 4GW/em with three shocks is the best pa-i
rameter for the hardness improving of TC17 titanium alloy. The hardness has been improved by 10% with an 5
affected Layer above Imm thick. The nanocrystallization of the grain in the surface layer and the h
Ly dislocation in the hypo-surface layer are the dominating causation for hardness improuement
Key words: TC17 titanium alloy; Washing sbrasion; Laser shock peening; Nanocrystallization of
the grain; High-density dislocation
wいvいトレャレ『いレいレレ書いいレレ事トレいレ等いいレていレいレい事いレ事レ事てレゅいレ心?
中图分类号:TmH16,TG665文献标识码;A
1引言
2激光冲击强化技术
压气机叶片的冲刷磨损主要是指高速气流中的沙尘对叶片
激光冲击强化( Laser Shock Peening)P的原理,如图1所示。
的磨损,它可归纳于磨粒磨损的范畴,鉴于磨粒具有较高的速度当高功率的短脉冲激光通过透明约東层作用于金属表面所涂覆
与零部件发生磨损,因而称为冲刷磨损由于沙尘的硬度远远大的涂层时,涂层吸收激光能量迅速气化并形成大量稠密的高温等
于钛合金叶片的硬度,所以这种冲刷磨损属于硬磨粒麾损,磨损离子体,该等离子体在约東层的约東下继续吸收激光能量急剧升
率较高。TC17钛合金叶片作为某型飞机的重要构件,经常因为受温膨胀,然后燝炸形成高强度冲击波作用于金属表面。这种高压
冲刷磨损的作用而引起疲劳断裂,提高其表层硬度真是一种十分力学效应能使金属表面发生高应变率的塑性变形,从而改变材料
有效的工艺处理方法。研究利用激光冲击强化对TC17材料进行表面的微观组织并产生高幅值的残余压应力,提高材料的耐磨
表面强化,探究不同强化参数对材料硬度的影响,并对激光冲击损、抗疲劳、抗应力腐蚀等性能。激光冲击强化技术是近几年兴起
强化提高TC17材料硬度的机理进行了分析。
的新型表面处理技术,已成功应用于多种重要材料的表面强化,
次来稿日期:2011-03-17*基金项目:国防预研基金资助项目(5132701
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大部分被抛光去除,圆滑的凹缺陷不会对纱线进行拉毛、割断,也不表面质量得到一定的改善,但凹缺陷基本无抛光效果,去除齐肩
会影响纱线脱圈,此抛光方法对齐肩部位的表面质量有一定提高。部位的冲压痕迹效果不明显。
4结论
参考文献
(])传统机抛光无法克服移圈针的尺寸形状结构以及初
「1]全国纺织器材科技信息中心.我国主要纺织器材现状及发展策略第
5部分:针织用针[J]纺织器材,2004,31(4).366-368
始表面粗糙度的影响,对于针钩内侧面的褶皱和齐肩部位的冲压[2]张宏太提高针织用针表面质量的工艺探讨J]纺织器材,199052
痕迹无抛光效果。(2)电解抛光对针钩内侧面上小的褶皱去除能『]陆水海对织针表面光整的认识[了]纺织器材,1921(6394
力很强,抛光后细小的褶皱基本被去除,表面较为光滑;对齐肩部[4]陆永海针织用针热处理及表面光整工艺的实践[门]纺织器材,194,
32(1):30-32.
位的棱边倒圆、去毛刺效果很好,在一定程度上能弱化凸缺陷,整『s]李云飞电化学抛光エ艺「M大原:山西人民出版社,1974
个表面圆滑无尖锐峰。(3)尽管电解抛光后脱圈齐肩处冲压面的[6]HB谢格列夫金属的电抛光和化学抛光[M]北京:科学出版社,1961.