喷丸、喷砂与HVOF WC-17Co涂层表面完整性对TC18钛合金疲劳性能的影响

来源期刊：航空材料学报2013年第5期

论文作者：杜东兴 刘道新 孟保利 张晓化

文章页码：13 - 21

关键词：TC18钛合金;表面完整性;超音速火焰喷涂(HVOF);疲劳性能;

摘    要：为了探讨喷丸、喷砂与HVOF WC-17Co涂层表面完整性对Ti5Al5Mo5V1Cr1Fe（TC18）钛合金疲劳性能的影响规律和作用机制,利用X射线衍射仪（XRD）、表面粗糙度仪、显微硬度计、扫描电子显微镜（SEM）以及X射线应力测试仪等分析了喷丸、喷砂及其复合超音速火焰喷涂（HVOF）WC-17Co涂层的表面完整性,利用旋转弯曲疲劳试验机研究了上述表面处理对TC18钛合金疲劳性能的影响规律。结果表明,喷丸预处理比喷砂预处理能够使TC18钛合金表面获得更好的表面完整性,因而显著提高了TC18钛合金的疲劳抗力,而喷砂处理对TC18钛合金疲劳抗力无明显影响。喷丸后进行HVOF WC-17Co涂层处理使TC18钛合金疲劳寿命提高6倍,原因归于喷丸层内仍保留数值较大、分布较深的残余压应力,有效延缓疲劳裂纹的萌生和早期扩展。喷砂后进行HVOF WC-17Co涂层处理使TC18钛合金疲劳抗力显著降低,原因是HVOF过程的高温效应使喷砂层内残余压应力场松弛,使喷砂表面缺口效应和损伤的不利影响作用突显,加之WC-17Co涂层韧性低、表面粗糙度大、存在孔洞型缺陷,不利于抗疲劳性能。