激光冲击/机械喷丸复合强化对TC4钛合金外物损伤疲劳性能的影响

作者：田凯^*; 帅仕祥; 罗学昆^*; 王欣; 马世成; 许春玲

来源：航空材料学报, 2023, 43(04): 94-101.

DOI：10.11868/j.issn.1005-5053.2022.000191

• 激光冲击强化
• 喷丸
• 外物损伤
• 疲劳
• 数值仿真

针对航空发动机叶片前缘外物损伤（foregin object damage,FOD）后疲劳性能严重下降的问题，采用激光冲击/机械喷丸复合强化对TC4钛合金薄壁试样进行表面处理。采用X射线衍射测量复合强化前后试样表面残余应力梯度分布；通过硬度计预制不同形状的凹坑在试样表面引入FOD，利用电磁振动台测试处理前后TC4钛合金薄壁试样的高周一阶振动疲劳寿命；通过扫描电镜分析疲劳断口形貌；采用有限元动力学数值仿真模拟FOD前后试样表面残余应力分布演化规律，揭示了复合强化层对FOD缺口疲劳性能的影响机制。结果表明：相比未强化的FOD和无FOD试样，复合强化FOD试样的平均疲劳寿命分别提高了370%和60%；复合强化后试样表层形成的深层残余压应力场（厚度500μm）是提高FOD试样疲劳寿命的重要原因。

• 单位
  成都飞机工业（集团）有限责任公司; 成都飞机工业(集团)有限责任公司; 中国航发北京航空材料研究院