氣孔是鑄件的裂紋源之一,降低結合金鑄件的斷裂和噴砂后,鈦合金鑄件在表面質(zhì)量檢驗前,必須酸洗。在交貨前,也最好進行一次酸洗這樣鑄件表面清潔光亮,便于評判鑄件外觀質(zhì)量與水平。腐蝕性酸洗,可用于調(diào)整鑄件壁厚的尺寸精度。新的槽液的腐蝕速率,一般為o.oo 5一0.0077mm/min,鈦鑄件腐蝕切削加上的能力,最大可達0.2一0.4mm。因此,時間腐蝕性酸洗過程中,必須注意滲氫問題,避免鈦合金鑄件在使用時的氫脆斷裂。因此,經(jīng)過腐蝕性酸洗的精密鈦合金鑄件,一般隨后都需進行向真空退火處理。研究人員對材料先進行初始的噴沙強化,以產(chǎn)生一定數(shù)值的表面殘余壓應力作為基線,再進行不同周次預先疲勞試驗,模擬實際服役情況,之后進行再次噴沙,對比經(jīng)過不同再次噴沙周期的鈦合金TC18的表面殘余應力和疲勞壽命,并解釋了再次噴沙周期對于殘余應力場和總旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞壽命的影響。
試驗結果表明:
(1)經(jīng)過預先噴沙的鈦合金TC18經(jīng)過一定時間疲勞實驗后,原先由噴沙產(chǎn)生的表面殘余壓應力會發(fā)生松弛;進行再次噴沙,可以恢復因疲勞松弛的表面殘余壓應力。
(2)進行一定周次預先疲勞實驗后進行再次噴沙,可以修復疲勞損傷,有效地延長TC18鈦合金的總疲勞壽命。當預先疲勞周次在105~106次,再次噴沙對TC18鈦合金疲勞增益效果最佳,總疲勞壽命比未進行再次噴沙的試樣提高了75%。
實驗所用材料為TC18鈦板,其厚度為5mm。將TC18鈦板分別沿著平行于軋制方向(LD方向)和垂直于軋制方向(TD方向)加工成標距長度15mm、寬度7mm、厚度5mm的疲勞試樣。為去除機械加工劃痕,確保試樣標距及過渡弧部分的光潔度,采用不同粒度的砂紙對試樣標距及過渡弧部分進行磨光。所有疲勞試驗均在最大加載能力為±50kN的PLD-50型電液伺服疲勞試驗機上進行。采用軸向拉-拉應力控制模式,應力比R=0.1。實驗環(huán)境為實驗室靜態(tài)空氣介質(zhì),實驗溫度分別為25(室溫)、200和300℃。所采用的波形均為三角波,采用的循環(huán)頻率為10Hz。各個實驗均進行至試樣斷裂時為止,且以斷裂時所對應的循環(huán)周次作為相應實驗條件下的疲勞壽命。