金属学报

作者：倪明杰, 刘仁慈, 周浩浩, 杨超, 葛术宇, 刘冬, 史凤岭, 崔玉友, 杨锐

单位：1 中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 沈阳 110016；2 中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016；3 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 沈阳 110043；4 中国航发商用航空发动机有限责任公司 上海 200241

关键词：γ-TiAl,磨削,表面完整性,粗糙度,显微组织,疲劳性能,

基金：国家自然科学基金项目(51701209);中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划项目(YSBR-025);云南省重大科技专项计划项目(202302AB080009)

γ-TiAl合金部件需要磨削加工以保证其装配精度，而低塑性金属间化合物γ-TiAl合金的力学性能对磨削表面完整性极为敏感。本工作研究了磨削深度对γ-TiAl合金样品表面形貌、表层显微组织、显微硬度等表面完整性参数及最终疲劳性能的影响。结果表明，0.5 mm及以上深度磨削样品表面易产生裂纹，而0.2 mm及以下深度磨削样品表面完好，这与磨削变形热温升导致的冷却收缩拉应力过大有关。随着磨削深度增大，粗糙度参数的轮廓算术平均偏差(Ra)和微观不平度的十点平均高度(Rz)增大，偏度(Rsk)减小。表层γ + α2片层沿磨削方向弯曲变形，相应变形层厚度随着磨削量增大而增大，而显微硬度由表及里先减小后增大。γ-TiAl合金650℃加载440 MPa旋转弯曲疲劳寿命随着磨削深度增大而减小，磨削深度0.05 mm的样品疲劳寿命大于106 cyc，磨削深度0.2 mm的样品疲劳寿命约为104 cyc，其断口裂纹源可观察到磨削痕迹，这与其表面沟槽应力集中有关。γ-TiAl合金疲劳寿命随着Rz的增大而减小，2者呈非线性关系；当Rz小于4 μm时，疲劳寿命稳定在106 cyc以上。

来源：2024年第2期

《金属学报》期刊编辑部

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