高能噴丸對(duì)GH4169合金表層組織和性能的影響.pdf

1、GH4169合金具有良好的高溫力學(xué)性能、較強(qiáng)的熱腐蝕抗力以及優(yōu)異的高溫抗氧化性，已廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。然而，GH4169合金硬度不高、抗疲勞強(qiáng)度一般，限制了其在航空結(jié)構(gòu)件中的進(jìn)一步應(yīng)用。本文通過(guò)對(duì)GH4169合金進(jìn)行高能噴丸處理，研究了噴丸時(shí)間和彈丸尺寸對(duì)合金表面狀態(tài)、表面粗糙度、顯微硬度、殘余應(yīng)力和表層組織的影響，對(duì)比了干噴丸和濕噴丸下合金表層組織和性能差異，探究了GH4169合金噴丸強(qiáng)化機(jī)理，獲得了以下結(jié)論：
　　GH41

2、69合金干噴丸處理后表面缺陷增多，表面完整性下降。1mm和2mm彈丸噴丸后，試樣表面缺陷主要表現(xiàn)為翹曲，起皮和塌陷。而4mm彈丸噴丸后，試樣表面缺陷主要表現(xiàn)為長(zhǎng)條狀和多邊形狀缺陷。干噴丸處理后GH4169合金表面粗糙度、顯微硬度和殘余應(yīng)力都顯著提升。其中1mm彈丸噴丸3min時(shí)，表面粗糙度最小，為2.857μm；4mm彈丸噴丸10min時(shí)，表面顯微硬度提升最大，為401HV，較原始試樣硬度（289HV）提升了39％；隨著噴丸時(shí)間延長(zhǎng)，表

3、層殘余應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度增加，1mm彈丸噴丸10min時(shí)，表層最大殘余應(yīng)力達(dá)到了-684MPa。
　　XRD分析結(jié)果顯示，GH4169合金噴丸后試樣表層無(wú)相變發(fā)生，且隨著噴丸時(shí)間和彈丸尺寸增加，衍射峰的強(qiáng)度降低，半高寬逐漸增大，表明組織細(xì)化程度增加。此外，隨著噴丸時(shí)間和彈丸尺寸增大，噴丸作用層厚度不斷增加。4mm彈丸噴丸10min時(shí)，噴丸作用層厚度最大，達(dá)到450μm。
　　與干噴丸相比，濕噴丸后試樣表面缺陷明顯減少，表面缺陷主要表

4、現(xiàn)為起皮。且隨著彈丸尺寸增大，水對(duì)彈丸的緩沖和潤(rùn)滑作用更顯著，對(duì)材料表面完整性的保護(hù)程度也越高。濕噴丸后試樣表面粗糙度較干噴丸相比顯著降低，2mm彈丸噴丸10min時(shí)，表面粗糙度降低幅度最大，達(dá)到了53%。此外，與干噴丸相比，濕噴丸后試樣表面殘余應(yīng)力更大，2mm彈丸噴丸10min時(shí)，表面殘余應(yīng)力提升了9%左右。
　　GH4169合金經(jīng)噴丸后，表層形成了較強(qiáng)的殘余應(yīng)力場(chǎng)，表層晶粒內(nèi)部出現(xiàn)了大量的形變孿晶，且距離噴丸面越近，多系孿晶間