喷丸处理对DD6合金表面状态和中温疲劳性能的影响

采用不同工艺对机加后的DD6合金单晶铸件进行喷丸处理,研究了试样经喷丸处理后机加表面的状态和760℃的旋转弯曲疲劳性能,并与未喷丸的试样进行了对比分析。结果表明:采用合理的喷丸工艺有效消除了磨削加工的刀痕,降低了表面应力集中。经喷丸后试样的760℃疲劳极限均高于未喷丸的原始试样。喷丸强度较高时,疲劳强度增益更大,喷丸强化效果更明显。

喷丸对单晶合金中温疲劳性能的强化机制

为研究喷丸对单晶合金中温疲劳性能的强化机制,采用陶瓷弹丸对单晶合金进行喷丸强化,研究了喷丸单晶合金表面形貌、截面微观组织、铸造微孔和650℃旋转弯曲疲劳性能,并观察了疲劳断口。结果表明:喷丸强化后650℃/Kt=1.7和650℃/Kt=3旋转弯曲疲劳极限分别提高21.3%和12.7%。首先,喷丸强化消除了表面尖锐的加工痕迹,形成了圆滑弹坑,将表面应力集中系数由1.44降低到1.38,这是表面形貌优化机制。其次,喷丸单晶合金表面形成最表面的严重塑性形变层–次表面的线型形变层–里层的小塑性形变层–基体梯度塑性形变层。形变层最表面硬度较基体提高42%,是形变强化机制。此外,在交变载荷下,2~10μm的铸造微孔成为疲劳裂纹源;喷丸强化后铸造孔洞闭合或椭圆化,减小了孔洞位置的应力集中,喷丸对铸造孔洞的形变作用是第3个疲劳强化机制。