表面纳米化TC4疲劳性能研究

发布时间：2018-11-10 14:34

【摘要】：采用超声波喷丸技术(USSP),在TC4材料上制备出具有纳米晶结构特征的表面层,通过采用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜、疲劳试验机及表面粗糙度仪等检测设备,对USSP处理后TC4钛合金组织与性能进行了表征。结果表明,经USSP处理后TC4表面产生剧烈塑性变形,组织细化至纳米级;实验测得USSP处理试样疲劳极限有所提高,疲劳极限最大提高了10.64%;裂纹源萌生于试样表面,疲劳断口由未处理的河流状变为处理后的波浪状;经USSP处理后粗糙度越小,缺口应力集中越小,对应疲劳性能越好。
[Abstract]:The surface layer with nanocrystalline structure was prepared on TC4 material by ultrasonic shot peening technique (USSP),). By means of metallographic microscope, transmission electron microscope, scanning electron microscope, fatigue testing machine and surface roughness tester, etc. The microstructure and properties of TC4 titanium alloy treated with USSP were characterized. The results showed that the surface of TC4 treated with USSP resulted in severe plastic deformation, and the microstructure was refined to nanometer level, and the fatigue limit of USSP treated samples was increased by 10.64%, and the fatigue limit of USSP treated samples was increased by 10.64%. The crack originates on the surface of the specimen, and the fatigue fracture surface changes from untreated fluvial to wavy, and the smaller the roughness is after USSP treatment, the smaller the notch stress concentration is, and the better the fatigue performance is.
【作者单位】： 西安建筑科技大学;
【基金】：国家自然科学基金(51274160) 教育部科学技术研究重点项目(211178) 西安市碑林区科技局项目
【分类号】：TG146.23

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 赵光菊;钟蜀晖;邓建华;;TA6V钛合金疲劳断口形貌及断口分析[J];贵州工业大学学报(自然科学版);2007年06期

2 李占明;朱有利;黄元林;刘开亮;谢俊峰;;喷丸强化后30CrMnSiNi2A钢表面完整性对其抗疲劳性能的影响[J];中国表面工程;2012年05期

3 高玉魁;;喷丸强化对TC21高强度钛合金疲劳性能的影响[J];金属热处理;2010年08期

4 冯淦,石连捷,吕坚,卢柯;低碳钢超声喷丸表面纳米化的研究[J];金属学报;2000年03期

5 王欣;李四清;孟震威;汤智慧;;喷丸表面覆盖率对TC4钛合金表面完整性的影响[J];航空材料学报;2013年03期

6 于兰兰;毛小南;李辉;赵永庆;张鹏省;侯智敏;;TC4-DT钛合金高周疲劳行为研究[J];钛工业进展;2012年06期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨磊;赵秀娟;陈春焕;陈婷婷;徐祥来;任瑞铭;;纯钛高能喷丸表面纳米化后粗糙度的分析[J];中国表面工程;2006年04期

2 杨祥伟;揭晓华;曾旭钊;林焕立;黄展原;;7050铝合金表面亚微米晶层摩擦磨损性能[J];中国表面工程;2011年03期

3 温爱玲,陈春焕,郑德有,沈继原,任瑞铭;高能喷丸表面纳米化对工业纯钛组织性能的影响[J];表面技术;2003年03期

4 陈磊;揭晓华;于能;郑向新;;气体软氮化工艺研究新进展[J];表面技术;2010年01期

5 熊天英,刘志文,李智超,吴杰,金花子,李铁藩;超音速微粒轰击金属表面纳米化新技术[J];材料导报;2003年03期

6 赵新,高聿为,南云,荆天辅;制备块体纳米/超细晶材料的大塑性变形技术[J];材料导报;2003年12期

7 韩靖;盛光敏;胡国雄;;金属材料表面自纳米化研究现状[J];材料导报;2007年S1期

8 张维平,刘硕,季首华,马玉涛;激光熔覆金属陶瓷细晶复合涂层晶粒细化行为研究[J];材料工程;2004年08期

9 何晓梅;赵西成;刘晓燕;张聪慧;;机械加工方式实现表面自身纳米化设备[J];腐蚀与防护;2007年09期

10 陈蕴博,张福成,褚作明,张继明,曹国华,吴玉萍;钢铁材料组织超细化处理工艺研究进展[J];中国工程科学;2003年01期

相关会议论文 前3条

1 张俊宝;刘玉亮;宋洪伟;吴杰;史弼;熊天英;;钢铁材料自身表面纳米化研究进展[A];2005中国钢铁年会论文集（第3卷）[C];2005年

2 樊新民;叶惠琼;;7A04表面纳米化组织的热稳定性[A];第九次全国热处理大会论文集（二）[C];2007年

3 马丽滨;;喷丸强化对30CrMnSiNi2A钢尺寸及粗糙影响[A];第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年

相关博士学位论文 前10条

1 吕伟;轧制态TC1和TC2钛合金板材的力学性能及变形与断裂机理的研究[D];沈阳工业大学;2010年

2 温爱玲;表面纳米化对钛及其合金疲劳性能的影响[D];大连交通大学;2011年

3 张洪旺;AISI 304不锈钢的表面自纳米化及混合表面纳米化研究[D];大连海事大学;2003年

4 胡兰青;金属纳米晶化及机理研究[D];太原理工大学;2005年

5 詹肇麟;喷丸加速制备纳米结构铝化物涂层的研究[D];北京科技大学;2005年

6 闵娜;共析钢室温大变形和时效过程相变研究[D];上海交通大学;2007年

7 高聿为;马氏体塑性变形制备纳米晶粒钢及其组织性能的研究[D];燕山大学;2007年

8 李伟;纳米晶金属材料微结构参数、热稳定性和马氏体逆相变的研究[D];上海交通大学;2008年

9 韩靖;表面自纳米化不锈钢与钛合金扩散连接研究[D];重庆大学;2009年

10 王婷;超声表面滚压加工改善40Cr钢综合性能研究[D];天津大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 吕国庆;前混合水射流喷丸强化数值模拟与试验研究[D];河南理工大学;2010年

2 苏娟;表面纳米化对铜合金组织及性能的影响[D];太原理工大学;2011年

3 杨祥伟;Al-Mg合金轮胎模具表面增压喷丸亚微米化新技术的研究[D];广东工业大学;2011年

4 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

5 颜亮;超声冲击对钢轨摩擦磨损性能的影响[D];华东交通大学;2009年

6 蔺海;加工工艺对TC4-DT合金板材疲劳性能收敛性的影响[D];西安建筑科技大学;2011年

7 董莉;Fe及纳米晶Fe与水的表面润湿性研究[D];沈阳师范大学;2012年

8 谭谆礼;金属材料高能喷丸表面纳米化研究[D];大连铁道学院;2002年

9 朱琳;旋转辊压法诱导低碳钢表面纳米化[D];南京理工大学;2004年

10 张毓隽;工业纯钛表面纳米化及其表层组织热稳定性研究[D];大连交通大学;2004年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 武海军;姚伟;黄风雷;张连生;李勇健;;超高强度钢30CrMnSiNi2A动态力学性能实验研究[J];北京理工大学学报;2010年03期

2 叶武俊,张伟,丁传富,赵振业;两种超高强度钢的谱载疲劳行为及断裂机制和形貌的研究[J];材料工程;1992年02期

3 王强;王欣;高玉魁;宋颖刚;;孔强化对TC18钛合金疲劳寿命的影响[J];材料工程;2011年02期

4 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

5 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

6 李辉;赵永庆;曲恒磊;曾卫东;;损伤容限型TC4-DT合金疲劳裂纹扩展行为研究[J];稀有金属材料与工程;2007年06期

7 高玉魁;;喷丸强化对TC4钛合金组织结构的影响[J];稀有金属材料与工程;2010年09期

8 张文毓;TA5钛合金板材低周疲劳断口分析[J];稀有金属材料与工程;1998年03期

9 赵振业;高强度合金抗疲劳应用技术研究与发展[J];中国工程科学;2005年03期

10 高玉魁,刘天琦,殷源发,李向斌;表面完整性对30CrMnSiNi2A钢疲劳极限的影响[J];航空材料学报;2002年02期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘先曙;环境对金属材料疲劳性能的影响[J];机械工程材料;1979年04期

2 曾春华;伍义生;邓蓉英;;粘接件疲劳性能的研究[J];粘接;1981年05期

3 白明晖;黄金昌;;用铂离子镀层改善钛合金的疲劳性能[J];稀有金属合金加工;1981年04期

4 Irwin G.;刘先曙;;改进构件或工件疲劳性能的工艺[J];国外化学热处理;1981年01期

5 R.Gr釨ter,王克光;飞机发动机用钛材的疲劳性能[J];稀有金属材料与工程;1986年04期

6 关德林;离子注入与材料的疲劳性能[J];大连海运学院学报;1987年02期

7 贾均,陈先朝,赵忠义;硫和稀土对铜铅合金组织及疲劳性能影响的研究[J];铸造;1987年08期

8 于维成,袁金才,王中光;表面等离子涂层对45钢疲劳性能的影响[J];材料科学进展;1987年01期

9 谢济洲 ,周瑞发;两种涡轮盘合金的高温低循环疲劳性能及断裂研究[J];航空材料;1978年05期

10 刘景科,金满,白玉凤;10~#钢滚子耐冲击疲劳性能的研究[J];吉林工业大学学报;1988年03期

相关会议论文 前10条

1 王佶;庞凌;刘全涛;陈筝;;老化对沥青疲劳性能的影响[A];中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议论文摘要集[C];2008年

2 黄涛;矫桂琼;赵龙;;缝合复合材料疲劳性能及寿命预估研究[A];复合材料力学的现代进展与工程应用——全国复合材料力学研讨会论文集[C];2007年

3 张亚梅;赵U，

本文编号：2322728