周云波 龙老虎

摘要：文章主要通过试验的方式，研究喷丸对钛合金材料（Ti-6Al-4V）长叶片的疲劳寿命、表面粗糙度、表面完整性、渗入Fe元素含量等的影响，为确定合理的钛合金材料长叶片喷丸方式提供一定的帮助。

Abstract： This article mainly studies the effects of shot peening on the fatigue life， surface roughness， surface integrity， content of infiltrated Fe element， etc. of long blades of titanium alloy material （Ti-6Al-4V）， in order to determine the reasonable titanium Shot peening of alloy material with long blades provides certain help.

关键词：TC4钛合金材料长叶片;喷丸研究;试验

Key words： TC4 titanium alloy material long blade;shot peening research;test

中图分类号：TG668                                        文獻标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）02-0098-03

0  引言

汽轮机组在高速运转过程中，特别是末级叶片受力比较复杂，由于疲劳失效原因导致的叶片断裂事故时有发生。钛合金材料本身具有弹性模量小、屈强比高、耐腐蚀性能好等优点，越来越广泛地被各汽轮机叶片生产厂家应用于末级叶片的开发中，如日立的1500mm叶片、Alstom的1244mm叶片等等。目前，在汽轮机行业主要利用喷丸强化来改善钛合金材料叶片的抗疲劳性能和提高其微动疲劳抗力，从而提高叶片表面完整性、可靠性和耐久性[1]。

喷丸强化是以丸料高速撞击叶片表面，使其表面产生起保护作用的残余压应力和形成细化亚晶粒的冷作硬化层，从而延长叶片的抗疲劳寿命和载荷能力[2]。汽轮机叶片表面喷丸强化方式有很多种，根据冲击介质（丸料）的不同，主要有铸钢丸喷丸、玻璃丸喷丸、陶瓷丸喷丸、激光冲击等。本文将通过喷丸试验的方式，从宏观表面粗糙度、表面完整性，微观疲劳寿命、Fe元素含量等方面进行分析，摸索出钛合金材料叶片合理、可靠的喷丸方式。

1  喷丸试验

1.1 试验材料及仪器

1.1.1 试验材料

若干规格为15×15×160（mm）的TC4长方形试块，试块经过热处理，拉伸性能符合表1要求，并且试块表面用抛光砂纸打磨光滑。……