残余应力场及表面完整性对TC11钛合金和高温合金疲劳性能的影响

发布时间：2016-12-17 06:08

  本文关键词：残余应力场及表面完整性对TC11钛合金和高温合金疲劳性能的影响，由笔耕文化传播整理发布。

《贵州大学》 2015年

残余应力场及表面完整性对TC11钛合金和高温合金疲劳性能的影响

严振  

【摘要】：TC11钛合金和FGH4097高温合金是常用于航空发动机上的结构材料,由于这两种材料极易受使用环境的影响导致疲劳失效,因此改善两者的疲劳性能对其使用具有重要意义。本论文主要研究喷丸强化在引入残余压应力场和改善表面完整性后对两种材料疲劳性能的影响。首先对两种材料喷丸前后表面完整性进行了研究。对比研究了FGH4097高温合金在未喷丸、大奇丸喷丸、北钢丸喷丸三种不同表面状态下的表面完整性。实验中利用SEM对其表面形貌进行了观察,发现表面加工痕迹在喷丸后被覆盖掉;在采用粗糙度仪测试其表面粗糙度后发现,喷丸后表面粗糙度增加,且大奇丸的作用效果更为明显;FGH4097高温合金喷丸后形成的硬度梯度层不受弹丸种类的影响;在统计其表层晶粒度后得出经大奇丸喷丸后表层晶粒细化更明显。而在对TC11钛合金喷丸前后的表面完整性研究中也出现了相同规律。其次对两种材料喷丸前后残余应力场进行了测试。FGH4097经喷丸后其表层形成一定层深的残余压应力场,北钢丸喷丸残余应力场呈“由高到低”的趋势下降,而大奇丸呈“勾型”分布,并对此利用“赫兹”接触理论进行了简要探究。结合表面完整性预测大奇丸喷丸后对FGH4097高温合金疲劳性能改善更好。TC11钛合金喷丸后残余压应力场也呈“勾型”分布。最后,利用疲劳试验对比测试了TC11喷丸前后高周疲劳性能后,拟合成r=0.1、r=-1的四条疲劳S-N曲线。试验结果表明两者对其r=-1的拉-压疲劳性能改善显著,疲劳强度极限提升幅度达37.5%;而对r=0.1的拉-拉疲劳性能影响不大。并对TC11疲劳失效断口进行的观察,喷丸后疲劳源深度更深,循环软化效应在未喷丸试样上表现明显。综上喷丸在引入残余压应力场及改善表面完整性后对TC11钛合金拉-压疲劳性能改善明显。

【关键词】：
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG668;TG132.3;TG146.23
【目录】：

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1 高玉魁,李向斌,殷源发;超高强度钢的喷丸强化[J];航空材料学报;2003年S1期

2 张哲峰;张鹏;田艳中;张青科;屈伸;邹鹤飞;段启强;李守新;王中光;;金属材料疲劳损伤的界面效应[J];金属学报;2009年07期

3 邓云华;李晓延;李庆庆;芦伟;;钛及钛合金X射线应力测试参数的选择[J];焊接学报;2013年02期

4 李富凯;残余应力场中材料的疲劳行为[J];西安矿业学院学报;1998年02期

5 罗红专;现代抗疲劳制造原理与技术概论[J];中国科技信息;2005年06期

6 严振;梁益龙;张泽军;徐军;易艳良;;喷丸强化对TC11钛合金高周疲劳性能的影响[J];稀有金属;2014年04期

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1 覃孟扬;基于预应力切削的加工表面残余应力控制研究[D];华南理工大学;2012年

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1 范颖芳,周晶;人工神经网络在受腐蚀钢筋混凝土结构工程中的应用[J];四川建筑科学研究;2004年01期

2 柯长仁;蒋俊玲;陈升平;;混凝土单轴压缩损伤的模型试验研究[J];四川建筑科学研究;2008年05期

3 李洪升,杜小振;冰体材料损伤与断裂破坏的本构理论[J];冰川冻土;2003年S2期

4 姚战军;黄坚;杜月和;戴汇川;;复合材料细观损伤研究[J];兵器材料科学与工程;2010年01期

5 田勇,张伟斌,郝莹,李敬民,温茂萍;炸药热冲击损伤破坏及超声波特性参量检测[J];火炸药学报;2000年04期

6 安海;安伟光;顾永维;;基于刚度衰减下的桁架系统的疲劳可靠性分析[J];兵工学报;2007年12期

7 王利;高谦;;基于强度理论的岩石损伤弹塑性模型[J];北京科技大学学报;2008年05期

8 丁金刚;张学民;;小间距隧道爆破地震效应的损伤控制研究[J];爆破;2009年03期

9 刘红岩,王根旺,刘国振;以损伤变量为特征的岩石损伤理论研究进展[J];爆破器材;2004年06期

10 杨小林,王梦恕;爆生气体作用下岩石裂纹的扩展机理[J];爆炸与冲击;2001年02期

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1 宋常;冯新;周晶;;高混凝土重力坝在强震作用下损伤破坏的数值模拟[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展（2011年）[C];2011年

2 江松青;刘文韬;于恒;;微孔洞形核对延性材料损伤与失效的影响[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年

3 张晶;付强;邓守春;梁乃刚;;构元组集弹性损伤模型对准脆性材料损伤至断裂各向异性特征的分析[A];固体力学进展及应用——庆贺李敏华院士90华诞文集[C];2007年

4 邝临源;赵红平;施惠基;冯西桥;;含表面缺陷轴承钢的滚动接触疲劳损伤研究[A];损伤、断裂与微纳米力学进展：损伤、断裂与微纳米力学研讨会论文集[C];2009年

5 张世文;刘仓理;李庆忠;;应变等价原理适用性探讨[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集（下册）[C];2009年

6 王奇志;郎博;;铆钉连接件接触疲劳寿命预估的损伤力学——有限元方法[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年

7 黄友庭;陈文哲;汤德平;;CuW70合金动态和静态变形中组织与性能的研究[A];2007年全国失效分析学术会议论文集[C];2007年

8 朱鹏;屈文俊;;混凝土中氯离子扩散理论研究的探讨[A];全国高强与高性能混凝土及其应用专题研讨会论文集[C];2005年

9 朱鹏;屈文俊;;混凝土中氯离子扩散理论研究的探讨[A];结构混凝土创新与可持续发展——第十三届全国混凝土及预应力混凝土学术交流会论文集[C];2005年

10 王云;郝际平;;韧性损伤变形非协调模型[A];庆祝刘锡良教授八十华诞暨第八届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2008年

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1 黄西成;内爆与外爆加载下壳体的力学状态及破坏模式分析[D];中国工程物理研究院;2010年

2 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

3 甄晓霞;大跨径钢桥桥面铺装体系力学行为研究[D];华南理工大学;2010年

4 张华;冲击荷载作用下岩石动态损伤特性研究[D];昆明理工大学;2009年

5 杨溢;爆破荷载对蠕动边坡的累积效应及稳定性影响研究[D];昆明理工大学;2010年

6 杨文东;复杂高坝坝区边坡岩体的非线性损伤流变力学模型及其工程应用[D];山东大学;2011年

7 朱红兵;公路钢筋混凝土简支梁桥疲劳试验与剩余寿命预测方法研究[D];中南大学;2011年

8 温永钦;浮石粉水泥复合土的固化机理及其力学性能试验研究[D];内蒙古农业大学;2011年

9 孟筠青;煤层高压脉动注水防治煤与瓦斯突出理论与技术研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

10 艾士刚;基于细观结构的液体橡胶基混凝土破坏机理分析[D];华南理工大学;2011年

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1 闫林林;超声喷丸技术的理论与实验研究[D];南京航空航天大学;2010年

2 杨旭;00Cr18Ni10N钢高温持久与疲劳性能研究[D];西安工业大学;2012年

3 武俊;300M钢喷丸强化工艺中打磨问题的研究[D];西北工业大学;2007年

4 姚山岗;低合金超高强度钢的亚稳、非均一组织及其对性能的影响[D];西安理工大学;2007年

5 王强;高强度钢试样喷丸残余应力实验研究及数值模拟[D];燕山大学;2006年

6 张宏伟;塔式起重机疲劳破坏机理的分析研究[D];西安建筑科技大学;2012年

7 徐肖;晶界设计与控制对304奥氏体不锈钢力学行为的影响[D];南京理工大学;2013年

8 谭伟同;高温疲劳短裂纹微观机理及数值模拟研究[D];大连理工大学;2013年

9 姬金金;热锻模具表面喷丸渗氮强化研究[D];重庆大学;2013年

10 张爽;晶体相场法模拟应力作用下位错的运动过程[D];广西大学;2013年

【二级参考文献】

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1 张亦良;黄惠茹;李想;;车削加工残余应力分布规律的实验研究[J];北京工业大学学报;2006年07期

2 高玉魁,殷源发,李向斌,刘天琦;喷丸强化对0Cr13Ni8Mo2Al钢疲劳性能的影响[J];材料工程;2001年12期

3 高玉魁,殷源发,李向斌,赵宇新;GH909合金喷丸强化残余应力场的研究[J];材料工程;2002年04期

4 张庆玲;李兴无;;TA15钛合金两类组织对疲劳性能和断裂韧度的影响[J];材料工程;2007年07期

5 何晓,沈保罗,邱绍宇,邹红;载荷比对含氢Ti-4Al-2V钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响[J];稀有金属材料与工程;2004年09期

6 高玉魁;喷丸对TC18钛合金拉-拉疲劳性能的影响[J];稀有金属材料与工程;2004年09期

7 高玉魁;TC18超高强度钛合金喷丸残余压应力场的研究[J];稀有金属材料与工程;2004年11期

8 吴崇周;李兴无;黄旭;马济民;曹春晓;;TA15钛合金疲劳裂纹扩展与显微组织的关系[J];稀有金属材料与工程;2007年12期

9 刘德福,于晓霞;预应力磨削工件表面残余应力的有限元分析[J];长沙铁道学院学报;2000年01期

10 衣林;陈跃良;徐丽;胡建军;罗浩;;金属材料疲劳微裂纹的萌生与扩展研究[J];飞机设计;2012年02期

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1 王立涛;关于航空框类结构件铣削加工残余应力和变形机理的研究[D];浙江大学;2003年

2 董辉跃;航空整体结构件加工过程的数值仿真[D];浙江大学;2004年

3 韩雪松;超精密切削技术的多尺度数值模拟研究[D];天津大学;2004年

4 王素玉;高速铣削加工表面质量的研究[D];山东大学;2006年

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1 陈建满;高速铣削表面形貌的仿真与实验研究[D];南京航空航天大学;2002年

2 张华;金属切削过程仿真及其在断屑槽性能研究中的应用[D];南京航空航天大学;2004年

3 程林;二维金属切削应力场和温度场的数值模拟[D];合肥工业大学;2004年

4 汪小芳;刀一屑摩擦对残余应力分布影响的模拟分析[D];浙江大学;2004年

5 李作丽;高速切削力的动态数值模拟与实验研究[D];山东大学;2005年

6 梁文杰;硬态切削过程的有限元仿真[D];哈尔滨理工大学;2005年

7 王志峰;先进陶瓷磨削表面/亚表面残余应力有限元预测及其实验研究[D];天津大学;2006年

8 盆洪民;淬硬钢高速切削过程的有限元仿真[D];哈尔滨理工大学;2007年

9 高二威;精密磨削表面残余应力离散度试验研究与数值分析[D];上海交通大学;2008年

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1 杨爱民,熊玉华,黄太文,刘林;化学细化技术的进展及在高温合金中的应用[J];材料导报;2000年04期

2 牛建平;金涛;孙晓峰;于洋;管恒荣;胡壮麒;;一种新牌号Ni基高温合金的超纯净熔炼[J];材料导报;2001年06期

3 李周,张国庆,田世藩,颜鸣皋;高温合金特种铸造技术——喷射铸造的研究和发展[J];金属学报;2002年11期

4 杨安香,陈贤红,方南辉;高温合金中微量铈的快速测定[J];江西冶金;2003年01期

5 J.C.Zhao,Michael F,Henry,王景成;多元高温合金相稳定性的热力学预测[J];上海钢研;2003年03期

6 潘自强,龚勇清,周日贵,陈庭生,韩旭;全息云纹干涉法测定高温合金断裂特性的实验研究[J];河海大学常州分校学报;2004年04期

7 张海鸥,吴红军,王桂兰,陈竞;等离子熔积直接成形高温合金件组织结构研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2005年11期

8 Kurt P.Rohrbach;高温合金的发展与选择[J];宇航材料工艺;2005年01期

9 董建新,张麦仓,曾燕屏;含铌高温合金液相中铌偏聚行为[J];北京科技大学学报;2005年02期

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1 荀淑玲;闫忠强;王娟辉;王晓梅;胡敏艺;王江;;微量元素硼在高温合金中的作用[A];低碳经济条件下重有色金属冶金技术发展研讨会——暨重冶学委会第六届委员会成立大会论文集[C];2010年

2 冯涤;韩雅芳;;高温合金及其相关材料的研究开发与产业发展趋势[A];中国新材料产业发展报告（2006）——航空航天材料专辑[C];2006年

3 刘庆斌;卢翠芬;李冬玲;;一种高铬高温合金的物理化学相分析[A];动力与能源用高温结构材料——第十一届中国高温合金年会论文集[C];2007年

4 庞晓辉;刘平;杨军红;;高温合金中铼元素的分析测定[A];动力与能源用高温结构材料——第十一届中国高温合金年会论文集[C];2007年

5 仲增墉;;前言[A];动力与能源用高温结构材料——第十一届中国高温合金年会论文集[C];2007年

6 庞晓辉;杨军红;刘平;;石墨炉原子吸收光谱法测定高温合金中痕量硒[A];第三届科学仪器前沿技术及应用学术研讨会论文摘要集[C];2006年

7 孙晓峰;;我国高温合金材料设计与制备基础研究进展[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

8 ;序[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年

9 张勇;张国庆;李周;刘娜;袁华;许文勇;高正江;王孝平;P.S.Grant;;喷射成形高温合金组织演变过程试验研究[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年

10 李其娟;;21世纪定向凝固高温合金使用展望[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展（下册）[C];1999年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 木牛;[N];中国冶金报;2000年

2 常宗华;[N];世界金属导报;2004年

3 黄秀声;[N];中国冶金报;2006年

4 记者　 瞿剑;[N];科技日报;2006年

5 张辉;[N];镇江日报;2008年

6 证券时报记者 刘杨　彭志华;[N];证券时报;2010年

7 记者 常宗华;[N];中国冶金报;2004年

8 李翠红 徐爱党;[N];中国冶金报;2009年

9 吉勇;[N];中国冶金报;2010年

10 记者孙延军;[N];中国冶金报;2010年

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1 玄伟东;高温合金定向凝固杂晶形成规律及其控制研究[D];上海大学;2013年

2 赵坦;第二代定向柱晶高温合金DZ59研究[D];南京理工大学;2009年

3 杨舒宇;Co-Al-W基高温合金热力学分析及合金设计[D];东北大学;2012年

4 金文中;K417高温合金真空熔铸凝固过程的电磁控制[D];大连理工大学;2008年

5 杨爱民;K4169高温合金组织细化及性能优化研究[D];西北工业大学;2002年

6 刘峰;DD3高温合金的深过冷快速凝固及其快速凝固用特殊涂层[D];西北工业大学;2001年

7 陈伟;高推重比航空发动机整体精铸燃烧室机匣用高强度高温合金研究[D];南京理工大学;2007年

8 徐裕来;超超临界汽轮机叶片用高温合金Nimonic 80A成分优化、微结构及其高温强化机理研究[D];上海大学;2013年

9 杜俊平;Ni基单晶模型高温合金中多组元势的构建及应用[D];钢铁研究总院;2014年

10 严卫东;铝合金及高温合金铸件凝固过程中晶粒组织形成的计算机模拟[D];西北工业大学;2002年

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1 赵唯;Ni基高温合金的等离子体直接成型及其结构、抗热腐蚀性能研究[D];华中科技大学;2006年

2 宋文杰;A公司高温合金产品营销策划研究[D];北京邮电大学;2014年

3 郭鹏;基于神经网络的高温合金组织性能分析[D];西北工业大学;2004年

4 周鹏;高温合金的高温断裂性能的试验研究[D];南昌航空大学;2013年

5 鞠红岩;高温合金已切削表层特征试验研究与建模仿真[D];哈尔滨理工大学;2015年

6 吕连灏;铱基高温合金增韧机理第一性原理研究[D];昆明理工大学;2013年

7 潘琳;高温合金深孔珩磨技术研究[D];西安石油大学;2013年

8 乔帅;超硬刀具车削高温合金过程热力耦合特性的研究[D];哈尔滨理工大学;2014年

9 王世威;高温合金涡轮后轴加工工艺研究[D];大连理工大学;2014年

10 杨刚;Ni基高温合金切削性能试验研究[D];哈尔滨理工大学;2010年

  本文关键词：残余应力场及表面完整性对TC11钛合金和高温合金疲劳性能的影响，由笔耕文化传播整理发布。

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