激光冲击强化对IMI834合金组织与性能的影响

发布时间：2022-10-19 19:23

　　近α钛合金由于其具有高的比强度和优异的高温性能被广泛应用于航空发动机的关键零部件之中。IMI834合金是一种经典的600℃用近α型高温钛合金,该合金是用于制造航空发动机压气机盘件的重要材料之一。金属构件长期在复杂服役环境下表面常常会产生疲劳裂纹从而造成零件失效。为延长零部件材料的使用寿命,提高材料的可靠性,表面强化技术得到广泛研究。激光冲击强化（Laser shock processing简称LSP）又称为激光喷丸,作为一种全新的表面改性技术因其具有常规加工方法无可比拟的优点,在关键零部件的强化上发挥着不可替代的作用。为了提高IMI834合金在高温服役条件下的使用寿命,采用激光冲击强化技术对其进行表面强化。研究激光冲击强化对IMI834合金组织与性能的影响对发展激光冲击强化技术在航空工业领域的应用具有重要意义。本论文主要研究内容与相关结果如下:通过表面粗糙度仪,激光共聚焦显微镜,显微维氏硬度计,X射线衍射仪研究了IMI834合金激光冲击前后表面形貌以及力学性能变化规律。结果表明单次冲击和两次冲击均使试样表面的粗糙度增大。与未冲击的原始试样相比,单次激光冲击和两次激光冲击能显著提升材料的... 

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钛及钛合金的概述
        1.2.1 钛及钛合金的特点
        1.2.2 钛合金的分类
        1.2.3 钛合金的显微组织
    1.3 高温钛合金的发展
    1.4 激光冲击强化基本原理与特点
        1.4.1 激光冲击强化基本原理
        1.4.2 激光冲击强化的特点
    1.5 激光冲击强化技术的研究及应用
    1.6 本论文的研究意义
    1.7 本论文的研究内容及技术路线图
第二章 试验材料与方法
    2.1 试验材料与设备
        2.1.1 试验材料
        2.1.2 试验设备
        2.1.3 激光冲击强化工艺参数
    2.2 显微组织表征
        2.2.1 试样的制备
        2.2.2 光学金相观察
        2.2.3 扫描电子显微镜分析
        2.2.4 定量金相分析
        2.2.5 透射电子显微镜
    2.3 力学性能表征
        2.3.1 表面粗糙度
        2.3.2 显微硬度测试
        2.3.3 残余应力测试
第三章 激光冲击强化对IMI834合金表面力学性能的影响
    3.1 激光冲击对IMI834合金表面形貌及其粗糙度的影响
    3.2 激光冲击IMI834合金显微硬度变化
        3.2.1 激光冲击对片层组织IMI834合金显微硬度的影响
        3.2.2 激光冲击对等轴组织IMI834合金显微硬度的影响
        3.2.3 激光冲击对双态组织IMI834合金显微硬度的影响
    3.3 激光冲击IMI834合金残余应力变化
        3.3.1 激光冲击诱导产生残余压应力基本原理
        3.3.2 激光冲击对片层组织IMI834合金残余应力分布的影响
        3.3.3 激光冲击对等轴组织IMI834合金残余应力分布的影响
        3.3.4 激光冲击对双态组织IMI834合金残余应力分布的影响
        3.3.5 对比激光冲击IMI834合金三种组织的残余应力变化
    3.4 本章小结
第四章 激光冲击IMI834合金微观组织演化
    4.1 激光冲击片层组织IMI834合金微观组织变化
        4.1.1 单次激光冲击深度方向微观组织结构
        4.1.2 两次激光冲击深度方向微观组织结构
        4.1.3 激光冲击强化演变示意图
    4.2 激光冲击等轴组织IMI834合金微观组织变化
        4.2.1 单次激光冲击深度方向微观组织结构
        4.2.2 两次激光冲击深度方向微观组织结构
        4.2.3 激光冲击强化演变示意图
    4.3 本章小结
第五章 激光冲击对IMI834合金热稳定性及氧化行为的影响
    5.1 激光冲击强化IMI834合金残余应力中高温热释放研究
    5.2 温度对激光冲击强化表面显微硬度的影响
    5.3 激光冲击IMI834合金显微组织热稳定性研究
    5.4 氧化动力学曲线
    5.5 氧化层形貌特征
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间所取得的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金激光冲击强化技术的研究与应用[J]. 赵恒章,侯红苗,贾蔚菊,李磊,洪权,毛小南.  钛工业进展. 2016(04)
[2]航空发动机用先进高温钛合金材料技术研究与发展[J]. 蔡建明,弭光宝,高帆,黄浩,曹京霞,黄旭,曹春晓.  材料工程. 2016(08)
[3]激光冲击工艺对6061-T6铝合金侵蚀性能的影响（英文）[J]. J.IBARRA,E.RODRíGUEZ,O.JIMéNEZ,G.GóMEZ-ROSAS,M.FLORES,J.VERDUZCO,J.CHáVEZ.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
[4]低温钛合金的研究进展[J]. 黄朝文,葛鹏,赵永庆,辛社伟,周伟,李倩,曾卫东.  稀有金属材料与工程. 2016(01)
[5]两种Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系近α型钛合金的性能对比研究[J]. 贾蔚菊,赵恒章,韩栋,洪权,毛小南.  钛工业进展. 2015(03)
[6]激光冲击复合强化机理及在航空发动机部件上的应用研究[J]. 李应红,何卫锋,周留成.  中国科学:技术科学. 2015(01)
[7]钛合金氧化行为研究进展[J]. 李旭升,辛社伟,毛小南,李倩,葛鹏,周伟.  钛工业进展. 2014(03)
[8]航空发动机用BT25和BT25y热强钛合金评述[J]. 魏寿庸,王青江,何瑜,陈占乾,刘羽寅.  钛工业进展. 2013(04)
[9]钛合金的高温抗氧化性及其影响因素分析[J]. 黄定辉,洪权,卢亚锋,郭萍,戚运莲.  钛工业进展. 2012(03)
[10]激光冲击强化提高压气机叶片疲劳性能研究[J]. 何卫锋,李应红,李伟,李玉琴,李启鹏.  航空动力学报. 2011(07)



本文编号：3693964