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噴沙對TC18鈦板及鈦鑄件疲勞壽命的影響

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2016-5-27 16:11:10

氣孔是鑄件的裂紋源之一,降低結合金鑄件的斷裂和噴砂后,鈦合金鑄件在表面質量檢驗前,必須酸洗。在交貨前,也最好進行一次酸洗這樣鑄件表面清潔光亮,便于評判鑄件外觀質量與水平。腐蝕性酸洗,可用于調整鑄件壁厚的尺寸精度。新的槽液的腐蝕速率,一般為o.oo 5一0.0077mm/min,鈦鑄件腐蝕切削加上的能力,最大可達0.2一0.4mm。因此,時間腐蝕性酸洗過程中,必須注意滲氫問題,避免鈦合金鑄件在使用時的氫脆斷裂。因此,經過腐蝕性酸洗的精密鈦合金鑄件,一般隨后都需進行向真空退火處理。研究人員對材料先進行初始的噴沙強化,以產生一定數值的表面殘余壓應力作為基線,再進行不同周次預先疲勞試驗,模擬實際服役情況,之后進行再次噴沙,對比經過不同再次噴沙周期的鈦合金TC18的表面殘余應力和疲勞壽命,并解釋了再次噴沙周期對于殘余應力場和總旋轉彎曲疲勞壽命的影響。
試驗結果表明:
(1)經過預先噴沙的鈦合金TC18經過一定時間疲勞實驗后,原先由噴沙產生的表面殘余壓應力會發生松弛;進行再次噴沙,可以恢復因疲勞松弛的表面殘余壓應力。
(2)進行一定周次預先疲勞實驗后進行再次噴沙,可以修復疲勞損傷,有效地延長TC18鈦合金的總疲勞壽命。當預先疲勞周次在105~106次,再次噴沙對TC18鈦合金疲勞增益效果最佳,總疲勞壽命比未進行再次噴沙的試樣提高了75%。

實驗所用材料為TC18鈦板,其厚度為5mm。將TC18鈦板分別沿著平行于軋制方向(LD方向)和垂直于軋制方向(TD方向)加工成標距長度15mm、寬度7mm、厚度5mm的疲勞試樣。為去除機械加工劃痕,確保試樣標距及過渡弧部分的光潔度,采用不同粒度的砂紙對試樣標距及過渡弧部分進行磨光。所有疲勞試驗均在最大加載能力為±50kN的PLD-50型電液伺服疲勞試驗機上進行。采用軸向拉-拉應力控制模式,應力比R=0.1。實驗環境為實驗室靜態空氣介質,實驗溫度分別為25(室溫)、200和300℃。所采用的波形均為三角波,采用的循環頻率為10Hz。各個實驗均進行至試樣斷裂時為止,且以斷裂時所對應的循環周次作為相應實驗條件下的疲勞壽命。

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