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1、高能噴丸表面納米化對(duì)工業(yè)純鈦疲勞性能的影響牛丘B(yǎng)詩龍’任瑞銘1王生武1陳春煥’吳為2李志強(qiáng)2曾元松2(1．大連交通大學(xué)大連，遼寧省，116028遼寧大連1160282．北京航空制造工程研究所，北京，100024)摘要：用高能噴丸技術(shù)對(duì)工業(yè)純鈦進(jìn)行了表面納米化處理，分析了表層組織和表層硬度，并通過與普通噴丸的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，研究了兩種噴丸方法對(duì)工業(yè)純鈦疲勞性能的影響。結(jié)果得出，高能噴丸使表層組織明顯細(xì)化，得到了無明顯特征的強(qiáng)烈塑性變形組織，表層硬度明顯提高。但高能噴丸并沒有使疲勞強(qiáng)度大幅度提高，甚至低于傳統(tǒng)噴丸。斷口分析中發(fā)現(xiàn)，在高能噴丸疲勞斷口裂紋源
2、處，能看到由于噴丸不當(dāng)造成的表面深坑和微裂紋等表面機(jī)械損傷，這可能是高能噴丸表面納米化比傳統(tǒng)噴丸沒有表現(xiàn)出更高疲勞強(qiáng)度的原因。關(guān)鍵詞：純鈦；噴丸；疲勞強(qiáng)度：表面納米化EffectofSurfaceNanocrystallizationontheFatiguePropertiesofCommercialPureTitaniumInducedbyHighEnergyShotPeeningQIUShi-lon91RENRui—min91WANGSheng-wulCHENChun—huanlWuWei2，LiZhi-qiangz，ZengYuan·so
3、n92(1．DalianJiaotongUniversity,Dalian，l16028，China,2．BeijingAeronauticalManufacturingTechnologyResearchInstitute，Beijing，100024，China)AbstractThesurfacenanocrystallizationtreatmentforcommercialpuretitaniumwasperformedusinghighenergyshotpeening(HESP)，andthemicrostructureandth
4、ehardnesswereanalyzed．Comparingthecommercialpuretitaniumtreatedvirhighenergyshotpeeningwithnormalshotpeening，theeffectsoftwodifferentshotpeeningmethodsonfatiguepropertieswerestudied．TheexperimentalresuRsshowedthatthesurfaceofcommercialpuretitaniumwhichwasrealizedbyhi曲energys
5、hotpeeninghadnanostructuredmicrostructureandhigherhardness．Butthefatiguepropertieswerenotmodifiedevidentlyasproposed，evenworsethanthenormalshotpeening．Onthefatiguefracturesurfaces，itcouldbefoundthattherearesomemechanicaldamages，suchaspitsorcracks，onthesurfacetreatedvirhighen
6、ergyshotpeeningatthefatiguecrackinffialareas，whichmightberesultedintheinapparentincreaseofthefatiguestrengthforhigllenergyshotpeeningspecimens．Keywords：Puretitanium，Shotpeening，fatiguestrength，Surfacenanocrystallization工程上材料的失效大多始于材料表面，因此研究表面強(qiáng)化技術(shù)對(duì)提高機(jī)械零件的使用壽命具有重要的意義。表面納米化是近年來
7、由盧柯和呂堅(jiān)提出的【¨，即利用各種物理或化學(xué)方法在材料的表面制備具有納米晶粒尺寸的表層，從而借助于納米材料超細(xì)晶粒組織的特點(diǎn)，使材料得到表面改性。目前利用高能噴丸(機(jī)械表面研磨)已在多種金屬材料表面得到了納米化表層【2一引。盡管目前已經(jīng)對(duì)表面納米化機(jī)理和性能進(jìn)行了較廣泛和深入的研究19,10J，但對(duì)疲勞性能的了解還很不夠。本研究在利用高能噴丸技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50171017)，航空基礎(chǔ)科學(xué)基金(02H25008)282純鈦表面納米化的基礎(chǔ)上I¨】，探討了高能噴丸表面納米化對(duì)工業(yè)純鈦疲勞性能的影響，分析了高能噴丸和
8、普通噴丸對(duì)工業(yè)純鈦的組織、硬度、疲勞性能和斷口的變化。1．試驗(yàn)材料及方法試驗(yàn)材料為4mm厚的工業(yè)純鈦(TA2)板。先將鈦板在真空爐中進(jìn)行均勻化退火(真
