题目：喷丸对γ-TiAl合金组织和疲劳性能影响的研究

提高TiAl金属间化合物的抗疲劳性能对于该材料在先进航空发动机中的应用具有重要的意义。表面喷丸是表面改性技术中的重要方法之一，通过喷丸可以提高材料的疲劳性能。本文根据TiAl金属间化合物的疲劳裂纹主要是起源于片层层间的特点，采用喷丸以及后续热处理，提高合金的抗疲劳性能。对成分为Ti-48A1-2Cr-2Nb合金进行表面喷丸强化，研究表明适度的喷丸增加材料表面残余压应力，抑制了表面疲劳裂纹的萌生，并且抵消部分外界拉应力的作用，从而有效提高了TiAl的室温疲劳寿命；但是喷丸后，材料表面粗糙度的增加，使疲劳裂纹萌生的几率增加，不利于提高疲劳性能；当喷丸强度增加到0.43MPa，使表层有微裂纹产生，加速了材料失效。喷丸强度为0.26MPa时材料的抗疲劳性能最佳，为原始试样疲劳寿命的4-6倍。对喷丸和热处理后的组织观察表明，喷丸使得片层组织发生弯曲变形，经过800℃、12小时保温热处理后形成5-10μm的细小片层团。再结晶层的厚度为80μm左右，随着保温时间增加到24小时后，组织未发生明显变化,再结晶组织稳定。喷丸+热处理试样比喷丸未做热处理试样的疲劳寿命提高了2-3倍。这是由于晶粒组织细小，有利于阻止疲劳裂纹萌生和微裂纹扩展，使得裂纹萌生与扩展速率降低，从而提高材料的疲劳寿命；对喷丸+再结晶试样的疲劳裂纹观察发现，疲劳裂纹萌生于试样次表面，裂纹在再结晶层中横向扩展，这是由于喷丸+热处理再结晶后，试样表面的再结晶层组织与基体组织之间的弹性模量、硬度等物理性质有明显差别，所以裂纹裂纹易在此萌生。