热处理对超声喷丸TC4疲劳性能的影响

对TC4进行超声喷丸（USSP）处理得到表面梯度结构,并于350 ℃分别进行60、120、180和240 min热处理。采用光学显微镜（OM）表征其微观组织,X射线衍射仪（XRD）测得残余应力场分布;通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）分别对其疲劳断口形貌、裂纹源组织进行表征。结果表明,超声喷丸处理引入的残余应力场,随热处理时间的延长,残余应力特征参数值（σ_srs、σ_mrs、Z_m和Z₀）逐渐降低。原始试样疲劳裂纹从表层萌生,超声喷丸试样疲劳裂纹以单一裂纹源形式从次表层萌生,超声喷丸+热处理试样以多源裂纹形式从次表层萌生。     

喷丸表面粗糙度对纯Ti焊接接头在HCl溶液中应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)实验研究了TA2纯Ti焊接接头原始试样、超声喷丸(USSP)处理试样和USSP+表面打磨处理试样在10%HCl溶液中的应力腐蚀行为,通过OM、TEM、SEM分别对焊接接头各区域组织及腐蚀断口形貌进行了观测,对不同工艺处理试样的表面粗糙度、残余应力进行了测定,并对其腐蚀机理进行了分析。结果表明,纯Ti焊接接头在该体系中应力腐蚀与氢脆同时存在,焊缝区为焊接接头的薄弱环节,最先发生失效。原始试样在该体系中应力腐蚀开裂敏感性指数(ISCC)为25.61%,具有应力腐蚀倾向;USSP处理试样的ISCC为18.24%,USSP+1500#表面打磨处理试样的ISCC为11.96%,均无明显应力腐蚀倾向。USSP处理试样表面粗糙度较大,易引起应力集中形成裂纹源,与腐蚀坑作用相似;USSP+表面打磨处理减小了试样表面粗糙度,应力分配更加均匀,试样延伸率增加,塑性提升,进一步改善了材料的抗应力腐蚀开裂性能。     

超声冲-滚处理工业纯钛焊接接头摩擦学性能研究

采用自行研制的超声冲-滚处理装置对工业纯钛焊接接头进行处理,分析不同工艺参数对工业纯钛焊接接头焊缝区域表面粗糙度、硬度的影响。结果表明:经超声冲-滚处理,材料表层晶粒尺寸均细化至纳米量级,变形层厚度可达320μm左右;试样表面的粗糙度略有增加;其硬度值由HV146.6提升至HV312.8,较未处理材料提高了113.4%。采用球盘式结构试验机对超声冲-滚处理试样进行干摩擦磨损实验,研究不同工艺参数对试样摩擦磨损性能的影响,用扫描电镜观察磨损后试样的表面形貌。结果表明:超声冲-滚处理试样摩擦因数与磨损量较未处理试样均有所减小,在冲击电流1 A、冲击时间9 min时达到最小值:超声冲-滚处理试样的磨痕更浅,磨损表面更平整,表明超声冲-滚处理明显改善了工业纯钛焊接接头摩擦磨损性能。