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TC4-DT钛合金是一种中强损伤容限型钛合金,主要应用于航空飞行器结构件上。本研究是对材料进行喷丸强化处理,表面通过组织和残余压应力的优化来提高材料的疲劳性能。因此研究TC4-DT钛合金的表面喷丸强化,对中强高韧钛合金的表面强化处理技术具有指导作用。本实验采用气动式喷丸机,进行双面喷丸处理。喷丸强化工艺选用0.1mmA、0.15mmA、0.2mmA和0.3mmA四种强度。使用金相显微镜、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对喷丸强化表面组织进行了分析。结果显示,随着喷丸强度的增大,材料表面塑性变形程度增大。TC4-DT钛合金喷丸强化层中位错运动起主要作用,产生了大量的高密度位错和变形带。喷丸强化后,材料表层产生了一定深度的残余压应力场。使用x射线衍射技术分析了未喷丸试样和喷丸试样的残余压应力分布。残余压应力沿层深的分布符合喷丸强化残余应力场特征曲线,最大残余压应力位于次表层内,最大残余压应力深度和强化深度总体随喷丸强度的增大逐渐增大。结果显示喷丸强度为0.2mmA时的强化效果最佳,0.3mmA的喷丸强度过大,使材料表面粗糙度增大并产生缺陷或裂纹,从而导致最大残余压应力释放。随着喷丸强度的增加,材料的表面显微硬度和表面粗糙度均大大增加。因此,降低表面粗糙度对于提高材料性能具有重要意义。在温度作用下,喷丸引入的残余压应力发生部分松弛。随着温度的增高残余压应力更容易发生热松弛。应力松弛的最大速率发生在保温的初始阶段。温度和保温时间对残余应力松弛的影响由热激活过程控制,试验结果显示应力热松弛的动力学过程符合Zener-Wert-Avrami公式。喷丸试样的低周疲劳性能都比未喷丸试样有所提高。但是总体看来提高不大,主要由于在低周疲劳的高应力状态下喷丸引入的残余压应力发生了大幅度的松弛。验证了降低表面粗糙度能够提高疲劳性能。