激光冲击强化对熔覆后TC4钛合金性能的提高

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ｆａｃｅｒｅｓｉｄｕａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｓｓａｆｔｅｒＬＳＰｉｎｍｅｔａｌｍａｔｒｉｘｒｅａｃｈｅｓ６７２ＭＰａ．ＴｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｉｎＡＦＺａｔｅｆｒｌａ — ｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｉＳ３３３ＨＶ．ｗｈｉｌｅｔｈａｔｉＳ３８１ＨＶａｔｅｆｒＬＳＰ．ＡｎａｎｏｅｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｕｆａｒｃｅｌａｙｅｒｉＳｆｏｕｎｄｂｙＴＥＭａｔｅｆｒｔｈｒｅｅｉｍｐａｃｔｓ．ＴｈｅｈｉｇｈｃｙｃｌｅｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔｓｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｅｄｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｅｆｏｒｅａｎｄａｔｅｆｒＬＳＰ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＬＳＰｔｒｅａｔｍｅｎｔｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｈｉｇｈｃｙｃｌｅｆａｔｉｇｕｅｅｎｄｕｒａｎｃｅｌｉｍｉｔｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｂｙ１５．８％．Ｔｈｅｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｇｒａｉｎｅｄｓｕｒｆａｃｅｌａｙｅｒｗｉｔｈｒｅｓｉｄｕａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｌａｓｅｒｃｌａｄｄｅｄｓａｍｐｌｅｓｏｆＴＣ４ｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｗａｓｓｈｏｃｋｅｄｂｙｐｕｌｓｅｌａｓｅｒｔｏｃｏｍｐａｒｅｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓ．ｓｕｆａｒｃｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓ．ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｅｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｒｅｏｆｓａｍｐｌｅｓｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｌａｓｅｒ
（ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＰｌａｓｍａＤｙｎａｍｉｃｓＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＡｉｒＦｏｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ７１００３８，Ｃｈｉｎａ）
在ＴＣ４材料表面形成了纳米晶层．对强化前后的激光熔覆试样进行高周疲劳试验，结果表明：激光
冲击强化提高熔覆后钛合金疲劳强度达１５．８％．经分析，冲击后细化晶粒和残余压应力对高周疲劳性能的提高起到了关键作用．关键词：ＴＣ４钛合金；激光冲击强化；激光熔覆；高周疲劳性能；残余应力；纳米晶层
中图分类号：ＴＧ６６５
文献— ７７７５（２０１３）０３— ０３３１— ０４
ＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｅｄＴＣ４Ｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙ
ｓａｍｐｌｅｉｓ２２５ＭＰａ．ＬＳＰｒｅｌｉｅｆｓｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｇｅｎｅｒａｔｅｓ４４９ＭＰａｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｓｓ，ａｎｄｔｈｅｓｕｒ —
ｓｈｏｃｋｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＬＳＰ）．Ｔｈｅｓｕｆｒａｃｅｒｅｓｉｄｕａｌｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓｉｎｈｅａｔａｆｆｅｃｔｚｏｎｅ（ＡＦＺ）ｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｅｄ
激光冲击强化对熔覆后ＴＣ４钛合金性能的提高
汪诚，赖志林，安志斌，何卫锋，周留成
（空军工程大学等离子体动力学重点实验室，陕西西安７１００３８）
摘要：对ＴＣ４钛合金的熔覆试样进行激光冲击强化试验，比较了激光冲击强化前后试样的显微硬
３４卷
３４
ＪｏＵＲＮＡＬＯＦＪＩＡＮＧＳＵＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｔＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１ —７７７５．２０１３．０３．０１６
ｂｙｌａｓｅｒｓｈｏｃｋｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
ＷａｎｇＣｈｅｎｇ，ＬａｉＺｈｉｌｉｎ，ＡｎＺｈｉｂｉｎ，ＨｅＷｅｉｆｅｎｇ，ＺｈｏｕＬｉｕｃｈｅｎｇ
度、表面残余应力、显微组织和疲劳性能．ＴＣ４钛合金熔覆后，修复区表面残余拉应力为２２５ＭＰａ，
激光冲击强化消除了熔覆产生的拉应力，产生了４４９ＭＰａ的残余压应力，在基体残留的压应力高达６７２ＭＰａ；激光冲击强化后，修复区硬度由强化前的３３３ＨＶ提高到３８１ＨＶ．ＴＥＭ显示：３次冲击后，