Effect of Milling and Shot Peening Processes on Residual Stress and Full Wave at Half Maximum of TC4 Titanium Alloy
摘 要
采用X射线衍射法研究了TC4钛合金铣削及铣削加喷丸状态的残余应力场和半高宽分布。结果显示:铣削加工的TC4钛合金残余应力场和半高宽分布受到刀具的切削作用和接触塑性形变作用的共同影响;切削线速率越大,切削作用越强,则压缩残余应力和深度越小,线速率对表面半高宽影响不大;切削深度越大,塑性形变作用越强,使得残余应力分布越复杂,表面半高宽越大;喷丸强化引入了倒钩型残余应力场,最大残余压应力接近屈服强度,喷丸强化引起的塑性形变层深度大于铣削加工的,使喷丸强化前不同铣削加工的残余应力状态近一致化。
Abstract
The distribution of residual stress and full width at half maximum (FWHM) of TC4 titanium alloys after milling and shot peening process was investigated by the X-ray diffraction method. The results show that:the distribution of residual stress and FWHM was co-effected by both the cutting action and plastic deformation action in milling process; the higher the cutting line speed was, the stronger the cutting action was, which made a lower, thinner and compressive residual stress distribution, and moreover, and line speed had a little influence on surface FWHM; the larger cutting depth was, the stronger the deformation action was, which made a complex residual stress distribution and a high FWHM on the surface; shot peening induced a compressive residual stress distribution like a inverted hook, in which the maximum value of the compressive stress was close to the yield strength; the depth of plastic deformation layer of shot peening was larger than that of milling, making the residual stress distribution consistent with each other which was different after milling and before peening.
中图分类号 TG668 DOI 10.11973/lhjy-wl201707002
所属栏目 专题报道(残余应力)
基金项目 航空基金资助项目(2015ZF21017);中航工业技术创新基金资助项目(2013E62137R)
收稿日期 2017/3/1
修改稿日期
网络出版日期
作者单位点击查看
备注王欣(1983-),男,高级工程师,博士,主要从事航空零件表面强化技术与表面完整性研究,rasheed990918@163.com
引用该论文: WANG Xin,XU Kunhao,LI Zhenxi,PEI Chuanhu,YANG Qing,TANG Zhihui. Effect of Milling and Shot Peening Processes on Residual Stress and Full Wave at Half Maximum of TC4 Titanium Alloy[J]. Physical Testing and Chemical Analysis part A:Physical Testing, 2017, 53(7): 466~469
王欣,徐鲲濠,李臻熙,裴传虎,杨清,汤智慧. 铣削和喷丸工艺对TC4钛合金残余应力和半高宽的影响[J]. 理化检验-物理分册, 2017, 53(7): 466~469
共有人对该论文发表了看法,其中:
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
参考文献
【1】曹春晓.我国航空用钛合金面临的21世纪的挑战[J].钛工业进展,1999,16(5):1-5.
【2】蔡建明,李臻熙,马济民,等.航空发动机用600℃高温钛合金的研究与发展[J].材料导报,2005,19(1):50-53.
【3】李颖,张成成,高靖云,等.航空发动机钛合金材料的高周和超高周疲劳性能研究[J].力学与实践,2016,38(3):250-254.
【4】任敬心,康仁科.钛合金的磨削烧伤和磨削裂纹[J].制造技术与机床,2000(10):40-42.
【5】李煜佳.钛合金Ti-6A1-4V的疲劳行为及疲劳设计曲线研究[D].上海:华东理工大学,2014.
【6】赵振业.高强度合金抗疲劳应用技术研究与发展[J].中国工程科学,2005,7(3):90-94.
【7】航空工业部第二技术情报网.金属零件加工表面完整性译文集[M].[出版地不祥]:国营红旗机械厂,1983:20-30.
【8】YANG Z, ZHANG D, YAO C, et al. Surface integrity in high-speed milling of Titanium alloy TC11[C]//International Conference on Mechanic Automation and Control Engineering. Wuhan:IEEE, 2010:3334-3337.
【9】许鸿昊,左敦稳,朱笑笑,等.拉伸高速铣削对TC4钛合金疲劳性能的影响[J].南京航空航天大学学报,2008,40(2):260-264.
【10】陈建岭.钛合金高速铣削加工机理及铣削参数优化研究[D].济南:山东大学,2009.
【11】罗新民,赵广志,张永康,等.Ti-6Al-4V激光冲击强化及其微结构响应分析[J].金属学报,2012,48(9):1116-1122.
【12】王欣,李四清,孟震威,等.喷丸表面覆盖率对TC4钛合金表面完整性的影响[J].航空材料学报,2013,33(3):34-38.
【13】王欣,李臻熙,陆峰,等.喷丸对钛合金TC4磨削加工表面完整性的影响[J].材料热处理学报,2012,33(z1):107-109.
【14】吕克茂.残余应力测定的基本知识——第四讲X射线应力测定方法(二)[J].理化检验-物理分册,2007,43(8):428-432.
【15】米谷茂.残余应力的产生和对策[M].朱荆璞,邵会孟,译.北京:机械工艺出版社,1983.
【2】蔡建明,李臻熙,马济民,等.航空发动机用600℃高温钛合金的研究与发展[J].材料导报,2005,19(1):50-53.
【3】李颖,张成成,高靖云,等.航空发动机钛合金材料的高周和超高周疲劳性能研究[J].力学与实践,2016,38(3):250-254.
【4】任敬心,康仁科.钛合金的磨削烧伤和磨削裂纹[J].制造技术与机床,2000(10):40-42.
【5】李煜佳.钛合金Ti-6A1-4V的疲劳行为及疲劳设计曲线研究[D].上海:华东理工大学,2014.
【6】赵振业.高强度合金抗疲劳应用技术研究与发展[J].中国工程科学,2005,7(3):90-94.
【7】航空工业部第二技术情报网.金属零件加工表面完整性译文集[M].[出版地不祥]:国营红旗机械厂,1983:20-30.
【8】YANG Z, ZHANG D, YAO C, et al. Surface integrity in high-speed milling of Titanium alloy TC11[C]//International Conference on Mechanic Automation and Control Engineering. Wuhan:IEEE, 2010:3334-3337.
【9】许鸿昊,左敦稳,朱笑笑,等.拉伸高速铣削对TC4钛合金疲劳性能的影响[J].南京航空航天大学学报,2008,40(2):260-264.
【10】陈建岭.钛合金高速铣削加工机理及铣削参数优化研究[D].济南:山东大学,2009.
【11】罗新民,赵广志,张永康,等.Ti-6Al-4V激光冲击强化及其微结构响应分析[J].金属学报,2012,48(9):1116-1122.
【12】王欣,李四清,孟震威,等.喷丸表面覆盖率对TC4钛合金表面完整性的影响[J].航空材料学报,2013,33(3):34-38.
【13】王欣,李臻熙,陆峰,等.喷丸对钛合金TC4磨削加工表面完整性的影响[J].材料热处理学报,2012,33(z1):107-109.
【14】吕克茂.残余应力测定的基本知识——第四讲X射线应力测定方法(二)[J].理化检验-物理分册,2007,43(8):428-432.
【15】米谷茂.残余应力的产生和对策[M].朱荆璞,邵会孟,译.北京:机械工艺出版社,1983.
相关信息