表面質量和高溫熱暴露對γ-TiAl合金疲勞性能的影響.pdf

1、本文研究了低、中、高三種強度的γ-TiAl合金:Ti-48Al-2Cr-2Nb-1B(2Cr-2Nb)，Ti-46Al-8Ta(8Ta)和Ti-44Al-4Nb-4Hf-0.2Si-1B(4Nb-4Hf)在無熱暴露、整體熱暴露（無表面氧化）和單體熱暴露+氧化(700℃+10000h)三種狀態(tài)下，電解拋光和電解拋光+噴丸兩種表面優(yōu)化工藝對室溫疲勞強度的影響。并分析其對疲勞性能的影響機制。
　　研究發(fā)現(xiàn)，在無熱暴露時，由于引入表面壓應

2、力層，三種合金的電解拋光+噴丸表面的疲勞性能均優(yōu)于單一的電解拋光表面的疲勞性能。其增加百分比與合金強度有正向關系，強度越高的合金，增加百分比越大。
　　在整體熱暴露過程中，合金內部會發(fā)生兩種效應影響疲勞性能。一是長期700℃熱暴露導致一種類似退火的有益效應，引起內部組織的內應力弛豫，偏聚弱化，缺陷鈍化，致使疲勞微裂紋萌生抗力增加，是一種熱暴露增強效應。二是α2層片的分解和α2→β(B2+ω)相變，α2分解導致“釋氧脆化”，較多的B

3、2+ω形成導致“相變脆化”，對疲勞裂紋萌生抗力是一種負面效應。對于合金2Cr-2Nb和4Nb-4Hf,增強效應強于脆化效應，兩種表面處理工藝試樣整體熱暴露后疲勞強度都有所增強。其中組織分解少，脆化效應低的低強度合金2Cr-2Nb疲勞增強更為明顯。
　　單個試樣的熱暴露+氧化過程中，上述兩種對立效應仍然在起作用，但引入了表面氧化這個對疲勞抗力不利的因素。研究顯示，相對于無熱暴露狀態(tài)，單一電解拋光處理的低強度合金2Cr-2Nb和高強度

4、合金4Nb-4Hf在熱暴露十氧化后仍然顯示出疲勞強度的提高，這說明，這兩種合金的有益熱暴露增強效應足夠強大，足以抵消熱暴露過程中的脆化效應;而中等強度合金8Ta則表現(xiàn)出熱暴露脆化，脆化效應占主導作用。
　　兩種優(yōu)化表面會發(fā)生氧化，但電解拋光表面的抗氧化能力強于電解拋光+噴丸表面，而且電解拋光+噴丸表面還出現(xiàn)一個額外的有害因素，即噴丸所形成的表面壓應力和形變硬化減弱，這對合金的疲勞抗力產生不利影響。研究發(fā)現(xiàn)，高、低兩種強度的合金在經