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喷沙对TC18钛板及钛铸件疲劳寿命的影响

来源:钛棒,钛板,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2016-5-27 16:11:10

气孔是铸件的裂纹源之一,降低结合金铸件的断裂和喷砂后,钛合金铸件在表面质量检验前,必须酸洗。在交货前,也最好进行一次酸洗这样铸件表面清洁光亮,便于评判铸件外观质量与水平。腐蚀性酸洗,可用于调整铸件壁厚的尺寸精度。新的槽液的腐蚀速率,一般为o.oo 5一0.0077mm/min,钛铸件腐蚀切削加上的能力,最大可达0.2一0.4mm。因此,时间腐蚀性酸洗过程中,必须注意渗氢问题,避免钛合金铸件在使用时的氢脆断裂。因此,经过腐蚀性酸洗的精密钛合金铸件,一般随后都需进行向真空退火处理。研究人员对材料先进行初始的喷沙强化,以产生一定数值的表面残余压应力作为基线,再进行不同周次预先疲劳试验,模拟实际服役情况,之后进行再次喷沙,对比经过不同再次喷沙周期的钛合金TC18的表面残余应力和疲劳寿命,并解释了再次喷沙周期对于残余应力场和总旋转弯曲疲劳寿命的影响。
试验结果表明:
(1)经过预先喷沙的钛合金TC18经过一定时间疲劳实验后,原先由喷沙产生的表面残余压应力会发生松弛;进行再次喷沙,可以恢复因疲劳松弛的表面残余压应力。
(2)进行一定周次预先疲劳实验后进行再次喷沙,可以修复疲劳损伤,有效地延长TC18钛合金的总疲劳寿命。当预先疲劳周次在105~106次,再次喷沙对TC18钛合金疲劳增益效果最佳,总疲劳寿命比未进行再次喷沙的试样提高了75%。

实验所用材料为TC18钛板,其厚度为5mm。将TC18钛板分别沿着平行于轧制方向(LD方向)和垂直于轧制方向(TD方向)加工成标距长度15mm、宽度7mm、厚度5mm的疲劳试样。为去除机械加工划痕,确保试样标距及过渡弧部分的光洁度,采用不同粒度的砂纸对试样标距及过渡弧部分进行磨光。所有疲劳试验均在最大加载能力为±50kN的PLD-50型电液伺服疲劳试验机上进行。采用轴向拉-拉应力控制模式,应力比R=0.1。实验环境为实验室静态空气介质,实验温度分别为25(室温)、200和300℃。所采用的波形均为三角波,采用的循环频率为10Hz。各个实验均进行至试样断裂时为止,且以断裂时所对应的循环周次作为相应实验条件下的疲劳寿命。

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