航空发动机钛合金叶片表面强化结构完整性评价OA
目的评价航空发动机钛合金叶片表面强化后结构完整性的优劣。方法对经表面强化处理的钛合金材料试样进行表面粗糙度、显微硬度与残余应力梯度分析。结合内部疲劳极限理论,构建融入表面完整性参数的强化叶片表面完整性评价方法模型,并分别通过拉伸疲劳试验与模拟叶片振动疲劳试验对模型有效性进行验证。结果相比于单纯激光强化,激光+喷丸复合强化可以在叶片表面引入硬度更高、残余应力更大、影响层更深的硬化层。疲劳试验显示,激光强化使板状试样的疲劳极限较未强化基材提高了10.9%,而激光+喷丸复合强化使板状试样的疲劳极限显著提高了13.7%。弯曲振动疲劳试验显示,激光强化叶片的疲劳极限提升7.8%,激光+喷丸复合强化叶片的疲劳极限提升13.0%。评价模型的预测结果表明,复合强化的强化效果更好。该预测结论与实验结果一致。结论表面激光强化以及激光+喷丸复合强化可以有效提升TC17钛合金材料和叶片的高周疲劳强度,后者比前者的强化效果更好。本研究提出的航空发动机钛合金叶片表面强化后的结构完整性评价方法模型,能够实现强化工艺效果的高效评估,并可推广至多种表面强化构件的表面质量快速筛选,为构件疲劳性能的预测与评估提供理论支持。
刘川;张璇;尚一博;谭羽;周留成;温世峰;王晨;潘鑫磊;易敏
空军工程大学航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室,西安710051南京航空航天大学航空学院,南京210016空军工程大学航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室,西安710051中国科学院西安光学精密机械研究所超快光科学与技术全国重点实验室,西安710119空军工程大学航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室,西安710051 西安交通大学机械工程学院,西安710049西北工业大学材料学院,西安710072空军工程大学航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室,西安710051空军工程大学航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室,西安710051南京航空航天大学航空学院,南京210016
矿业与冶金
表面强化表面完整性疲劳极限内部疲劳极限理论
《表面技术》 2026 (19)
P.205-219,15
国家科技重大专项(J2019-IV-0014-0082)国家纵向科研项目(XXXX2023XXXC006)国家自然科学基金青年项目(52405240)国家重点研发计划项目(2024YFB4609000)。
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