激光冲击强化对 TC17 钛合金微观组织和力学性能的影响

针对航空发动机TC17钛合金叶片易受外来物打伤实际问题，需要进一步提高叶片的疲劳强度。对板状TC17钛合金进行不同激光功率密度下的激光冲击，分别利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、残余应力测试仪和显微硬度计分别对激光冲击前后TC17钛合金的组织和力学性能进行了观察和测试，再选取强化效果较好的功率密度为4GW／cm2时对叶片强化后进行振动疲劳试验。结果表明：TC17钛合金在不同功率密度激光冲击后，表面组织产生大量高密度位错和纳米晶，随着功率密度的增大，晶粒细化程度越大；残余应力值和显微硬度都随深度增加而减小，表面显微硬度提高了20％，并形成800μm左右的硬度影响层；而功率密度为4GW／cm2时提高幅度最大，HV0.1硬度为4310MPa，表面残余压应力达到628．2MPa，且残余应力在280和450℃下具有较好的热稳定性；TC17钛合金叶片在4GW／cm2参数下强化后，其振动疲劳寿命提高了2倍。