激光冲击/喷丸复合强化对K4169铸造合金的表面完整性和疲劳性能的影响

罗学昆; 张文灿; 吴波; 田凯; 王琨; 王一鸣; 王欣

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激光冲击/喷丸复合强化对K4169铸造合金的表面完整性和疲劳性能的影响

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K4169合金广泛应用于制造航空发动机静子部件。针对K4169合金高温疲劳性能提升的需求,对旋转弯曲疲劳缺口试样进行了激光冲击/喷丸复合强化处理。对比分析了单一喷丸与复合强化高温疲劳性能,并采用扫描电镜、白光干涉仪、X射线应力测量仪及显微硬度计等仪器分析了试样的疲劳断口、表面三维形貌、粗糙度、表面残余应力和显微硬度梯度,探讨了K4169铸造合金表面强化机制。结果表明,在647℃、450MPa条件下,复合强化表现出比单一喷丸更优异的疲劳寿命提升效果。复合强化后,疲劳裂纹源的数量下降,主裂纹源的萌生位置从表层转移至次表层,疲劳裂纹扩展速率下降。另外,表面微观应力集中系数Kt显著降低,从2.39降低至1.46,表面残余压应力显著提升,从–258MPa提高至–1140MPa,表层形成了深度约0.20mm的硬化层。这些表面完整性参数的变化是疲劳性能提升的重要原因。

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来源
《航空制造技术》 |2022年第11期|57-62|共6页
作者
罗学昆; 张文灿; 吴波; 田凯; 王琨; 王一鸣; 王欣;
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作者单位

中国航发北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空重点实验室;

中国航发湖南动力机械研究所;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类金属学与热处理;
关键词
激光冲击(LSP); 喷丸(SP); 疲劳性能; 残余应力; 硬度;

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