表面完整性对高强度钛合金疲劳失效行为的影响

摘要

为了研究机械加工表面完整性对TC18高强度钛合金疲劳失效行为的影响规律,利用表面粗糙度仪、扫描电子显微镜、金相显微镜、显微硬度计以及X射线应力测试仪分析了粗车、精车以及抛光等三种不同机械加工方式对T℃18钛合金表面完整性的影响,观察分析了疲劳失效试样的断口特征,探讨了机加工表面完整性对TC18钛合金疲劳失效行为影响的机制.结果表明,粗车加工方式下TC18钛合金的中值疲劳寿命仅为精车后抛光试样的2％,而精车加工方式下TC18钛合金的中值疲劳寿命为精车后抛光试样的94％.机加工表面完整性对TC18钛合金疲劳失效行为有重要影响,其中机加工造成的表面粗糙度和纹理特征差异为主导因素,而上述三种机加工方式所造成的表层硬度变化、金相显微组织变化以及表层残余应力状态的差异不是主要因素.采用精车后抛光的加工方式制备TC18钛合金零部件能够保证获得良好的表面完整性和优异的疲劳性能.