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粉末冶金技术2025年第03期:喷丸强化对选区激光熔化TC4钛合金表面力学性能的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘怡然;李磊;

单位:内蒙古工业大学理学院;

摘要:分别使用?2.3 mm、?4.0 mm的陶瓷弹丸对选区激光熔化TC4钛合金试样进行喷丸强化处理,采用激光共聚焦显微镜、材料表面性能综合测试仪、扫描电镜和维氏显微硬度计对试样表面形貌、表面粗糙度、表面摩擦系数、表面磨损形貌和表面显微硬度进行观测与分析。结果表明,经过喷丸强化处理后,试样表面粗糙度降低80.2%~86.3%,其中,对于采用?2.3 mm弹丸处理的试样,表面粗糙度随着喷丸强化时间的增加逐渐增大;采用?4.0 mm弹丸处理的试样,表面粗糙度随着喷丸强化时间的增加逐渐减小。喷丸直径、喷丸时间和作用载荷对试样的摩擦系数均有影响,在10 N载荷作用时,?2.3 mm弹丸处理的试样摩擦系数变化较为明显,?4.0 mm弹丸处理的试样摩擦系数波动较小;载荷增大到20 N时,?2.3 mm弹丸处理后的试样平均摩擦系数波动减缓,?4.0 mm弹丸处理试样的摩擦系数变化不大。喷丸强化处理后的选区激光熔化TC4合金表面有较明显的磨损痕迹和塑性变形破坏,磨损机理主要为磨粒磨损。通过弹丸直径与喷丸强化时间的合理搭配,改善了材料表面摩擦磨损性能,有效抑制了摩擦过程中材料的变形。

关键词:选区激光熔化TC4合金;;喷丸强化;;粗糙度;;摩擦性能;;耐磨性;;显微硬度

基金资助:内蒙古自然科学基金资助项目(2023MS01007);; 内蒙古工业大学博士基金资助项目(BS2021053),内蒙古工业大学大学生创新创业资助项目(2024093004)