《表1 不同表面处理技术抗微动损伤效果》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《钛合金榫结构微动疲劳防护技术研究综述》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

注：D表示与具体情况有关。

由于表面强化工艺种类繁多，在实际应用中，可根据不同的基体材料、使用环境和工作参数选择合适的强化手段。1995年，Chakravarty等[50]针对发动机燕尾榫连接部位钛合金构件的微动疲劳失效行为，采用简化微动疲劳装置（桥式接触），研究了喷丸、涂层（CuNiIn、CuNiIn+MoS2）、表层离子注入（C、N）、复合处理技术等不同强化方法对Ti–6Al–4V试样微动疲劳性能的影响。其结果表明，单独采用离子注入处理时，C离子注入效果较好；单独采用涂层防护时，CuNiIn涂层与MoS2固体润滑剂配合使用效果更佳；但前两者效果均不及单独喷丸处理。采用复合技术时，喷丸+CuNiIn涂层+MoS2固体润滑剂效果与单独喷丸相近，但优于喷丸+离子注入或喷丸+离子注入+涂层。作者认为，离子注入对于表面光滑试样效果较好，而对于喷丸处理后形成的粗糙表面则并不适用。此外，喷丸引入的高残余压应力可能是促进试样微动疲劳性能提升的重要因素。若想进一步提升疲劳性能，可考虑提升现有涂层耐久性或开发新型耐磨涂层。2005年，Ravindranath等[51]通过在榫结构试样表面预制一定深度的微裂纹来模拟萌生初期的微动疲劳裂纹，并采用激光喷丸（LSP）对试样表面进行强化处理，使残余压应力层深超过预制裂纹深度。强化后试样微动疲劳寿命明显增加，从而再次验证了残余压应力对于提升微动疲劳性能的重要作用。不久后，Conner等[52]研究发现，Cu–Al涂层和低塑性抛光（LPB）技术均可有效提升TC4榫结构试样的微动疲劳寿命，后者提升幅度更大。Golden等[53]通过试验评估了4类硬质涂层和2种表面改性技术的微动疲劳防护效果，其研究同样表明，激光喷丸（LSP）与低塑性抛光（LPB）技术是增强TC4榫结构微动疲劳抗力的有效手段。而几类硬质涂层中，表层等离子渗N、Ni–B化学镀层、等离子喷涂Mo等均使试样微动疲劳性能产生了不同程度恶化，仅类金刚石涂层（DLC）一定程度改善了试样微动疲劳抗力。由此可见，尽管多数硬质涂层具有摩擦系数低、耐久性高等优点，在抗微动磨损方面表现良好，但并不一定适用于微动疲劳防护。Fu等[54]在大量试验研究基础上，综述了不同表面处理技术对材料微动磨损及微动疲劳抗性的影响，结果表明，大多数可有效提升表层硬度的处理技术都将使材料微动疲劳抗性得到明显提升，但却并不一定适用于微动疲劳防护，其原因可能是表面硬度的增加将伴随表层残余拉应力的增大和表层韧性的降低，从而削弱微动疲劳抗力，如表1所示[54]。