丁小岑 ,何 宁,宋迎东,孙志刚,石耀闻,杨吟飞*

（1.南京航空航天大学 机电学院，南京 210016；2.南京航空航天大学 能源与动力学院，南京 210016）

航空发动机需要在高温、高压、高速、交变载荷等极端恶劣的条件下长期可靠地工作。轮盘作为航空发动机的关键部件之一，承受着相当复杂的载荷，其破坏形式多为非包容断裂，往往会导致灾难性后果[1]。因此，轮盘被列为发动机耐久性防断裂的关键部件。TA19 钛合金是压气机整体叶盘类零件常用的高温钛合金，其最高服役温度可达550 ℃，具有优秀的抗蠕变性能，在高温状态下依然具有较高的强度及热稳定性[2-3]。

目前对表面完整性与疲劳的研究主要集中于表面完整性参数对疲劳性能的影响。Suraratchai 等[4]和Shahzad 等[5]研究发现，表面形貌特征对疲劳裂纹的萌生起关键作用，切削加工表面形貌的凹谷处在外载荷作用下产生应力集中是导致裂纹萌生的直接原因。Novovic 等[6]研究发现，表面粗糙度Ra>0.1 μm时，表面形貌对疲劳性能影响最明显，而Ra<0.1 μm时，表面形貌对疲劳性能无明显影响。罗学昆等[7]对FGH95 合金的高温疲劳研究发现，表面粗糙度对疲劳寿命存在一定的影响但并非最关键的因素，其与显微硬度的耦合作用是延长疲劳寿命的关键。杨慎亮等[8]研究了TC4 钛合金侧铣表面完整性对疲劳的影响，同样发现表面粗糙度并非疲劳寿命最为关键的影响因素，而显微硬度则与疲劳寿命存在着更强的正相关关系。

然而，表面状态特征在服役的过程中是不断演化的，这些演化会显著影响加工过程中引入的表面特征，因此，揭示表面完整性的服役演化机理对于实现航空发动机长寿命高可靠具有重要的意义[9]。Altenberger 等[10]对比分析了纯机械加工及表面强化处理对TC4 钛合金高温疲劳性能的影响，发现在高温下残余压应力很快释放，疲劳寿命较室温下极大地降低；表面粗糙度对高温疲劳寿命存在一定的影响但不显著，而较大的表面显微硬度有利于延长高温疲劳寿命；另……