非连续式零搭接率复合路径激光冲击强化对航空钛合金TC4细节疲劳额定强度截止值的影响

本研究旨在探究激光冲击强化(LSP)对TC4钛合金疲劳寿命的影响。在不同的激光功率密度和搭接率下,采用单次路径光斑搭接率为0、整体搭接率为50%的非连续式强化策略,以叠加矩形与C形的复合路径对TC4合金试样表面进行激光冲击强化。使用PROTO Proflometer LP200激光轮廓仪测试强化后试样的表面粗糙度,结果显示激光功率密度和搭接率对粗糙度的影响并没有呈现出明显的规律。使用LXRD X射线衍射仪测试了激光冲击强化试样的残余压应力,结果显示:当激光功率密度为12 GW/cm^(2)时,获得了最大残余压应力和最大残余压应力深度,分别为-669.67 MPa和0.8 mm,此时TC4合金的细节疲劳额定强度截止值(DFRcutoff)是未激光冲击强化合金的120.76%。这表明采用非连续式、单次零搭接率、叠加矩形路径与C形路径的复合路径进行激光冲击强化,可以使TC4试样的DFRcutoff显著提升,从而延长其疲劳寿命。