本课题以重型燃机TC4钛合金压气机叶片为研究载体,研究选择适合的喷丸工艺满足该燃机叶片疲劳性能的要求。论文首先研究叶片锻件材料喷丸对其力学性能的影响,随后研究了叶片及榫头的喷丸工艺,最后研究了抛磨工序与喷丸工序组合作用对叶片性能的影响规律。论文取得了以下主要结果。从压气机叶片锻件取得试样,进行不同条件的喷丸试验对比,通过组织力学性能指标的测试,分析了弹丸种类、喷丸气压、靶距、覆盖率对材料性能的影响规律。发现陶瓷丸产生的表面残余应力随喷丸强度变化平缓、易于工艺控制,同时残余应力分布也优于铸钢丸;喷丸气压对喷丸强度、表面粗糙度、表面显微硬度的影响最大,成线性分布;而靶距、角度的影响相对较小,存在最佳区间。喷丸强度,表面粗糙度和显微硬度均随气压增大而增大、随靶距增大先增大后减小、随入射角增加而增大。当喷丸气压0.15MPa、靶距150mm、角度90°时,表面粗糙度约0.8μm,喷丸强度可达到0.16mm A。参照以往生产的零件喷丸工艺,针对叶身及榫头拟订九种喷丸工艺方案,用旋转弯曲疲劳试验测试试件的疲劳性能,通过数据对比分析,发现0.15mm直径的陶瓷弹丸,喷丸强度为0.1mm A~0.2mm A,表面覆盖率为100%~300%的喷丸工艺能使试样在600MPa下平均疲劳寿命达到5×106周次,比未喷丸试样在560MPa下的疲劳寿命提高了20倍以上,选此工艺为压气机叶片的初步喷丸工艺。经过500℃/1h和200℃/1h的保温处理后的残余应力分析,发现在中温工况下喷丸覆盖率为100%时,残余应力和组织状态都有利于提高疲劳性能。鉴于喷丸前表面状态可能对喷丸效果有影响,针对抛磨工序与喷丸工序组合作用开展了喷丸效果研究。发现当喷丸强度0.2mm A时,抛磨工艺的影响效果被喷丸强化效果完全覆盖;当喷丸强度0.1mm A时抛磨的影响未被喷丸强化效果完全消除。采用前期已试验确定的喷丸工艺进行压气机叶片喷丸,利用共振振幅监测法进行叶片振动疲劳考核试验来验证喷丸效果,证明了本课题所确定的工艺能够达到《燃机压气机动叶测频和疲劳强度检查任务书》的要求,可以指导产品加工。