钛合金叶片模拟件激光冲击诱导层裂行为研究

作者：孙汝剑; 孟祥峰; 姜盎然; 曹子文; 王新宇; 车志刚; 吴俊峰; 邹世坤

来源：航空制造技术, 2023, 66(20): 80-85.

DOI：10.16080/j.issn1671-833x.2023.20.080

• 激光冲击(LSP)
• 钛合金
• 叶片模拟件
• 变厚度截面
• 平板试样
• 层裂

本文针对航空发动机叶片激光冲击诱导层裂问题，根据航空发动机压气机叶片设计具有特征叶型的叶片模拟件（叶面夹角为11°），探究其多次激光冲击下的层裂行为，并进一步利用不同厚度平板试样研究试样厚度以及光斑形状对层裂产生位置的影响。研究结果表明，采用25 J、4 mm方形光斑冲击变厚度TC17钛合金叶片模拟件，冲击面出现凹陷变形，叶片宏观呈现翘曲变形，6次冲击后产生层裂，8次冲击后背面出现局部剥落。激光冲击诱导层裂与试样厚度正相关，随着试样厚度的增加，层裂产生的冲击次数阈值升高。然而，层裂的产生与否却与光斑形状无明显关系，圆形光斑和方形光斑均可诱导出层裂。层裂易产生于Cr和Sn等元素富集形成的软化区，激光冲击诱导层裂不仅与冲击波的传递特性有关，还可能与成分偏析、富集等材料缺陷相关。

• 单位
  中国航空制造技术研究院