超音速微粒轰击对TC11钛合金组织和疲劳性能的影响

作者：武永丽; 熊毅^*; 陈正阁; 查小琴; 岳赟; 刘玉亮; 张金民; 任凤章

来源：材料工程, 2021, 49(05): 137-143.

• 超音速微粒轰击
• TC11钛合金
• 表面纳米化
• 高周疲劳
• 微观组织

采用超音速微粒轰击(SFPB)技术对层片组织的TC11钛合金进行表面纳米化处理,对比研究了表面纳米化处理前、后TC11钛合金的室温高周疲劳行为;借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对比分析了高周疲劳断口及断口附近的微观组织形貌。结果表明:经SFPB处理后在钛合金表层产生了30～50μm厚的纳米层,纳米晶尺寸在5～15 nm左右;疲劳性能得到明显提高,在相同应力级别下的疲劳寿命提高了约8～10倍,疲劳条带宽度变窄,且随着加载级别的降低,疲劳寿命提高的倍数逐渐增加;SFPB前、后疲劳断口均由疲劳源区、裂纹扩展区、瞬断区三部分组成,但SFPB处理后的疲劳源由处理前的表层移至次表层;SFPB处理态试样疲劳加载后表层组织仍为纳米量级,但次表层组织中出现大量的形变孪晶、位错缠结以及少量的形变诱导马氏体组织。

• 单位
  河南科技大学; 中国船舶重工集团公司第七二五研究所; 西北核技术研究所