噴丸強(qiáng)化工藝是工程上廣泛應(yīng)用的表面強(qiáng)化工藝。目前航空航天工業(yè)主要利用噴丸強(qiáng)化來改善零件的疲勞性能和提高其應(yīng)力腐蝕開裂抗力，從而提高航空器零部件的可靠性和耐久性。噴丸強(qiáng)化的機(jī)理是在表層或深表層引入殘余壓應(yīng)力場，以影響構(gòu)件的靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、抗應(yīng)力腐蝕能力及形狀尺寸的穩(wěn)定性等。
研究人員采用鋼丸和陶瓷丸在不同的噴丸工藝參數(shù)下對TC4鈦合金進(jìn)行噴丸處理，研究了不同噴丸工藝參數(shù)對其表面形貌、表面塑性變形程度、殘余壓應(yīng)力場和疲勞壽命的影響。結(jié)果表明：
1）與鑄鋼彈丸相比，陶瓷彈丸噴丸強(qiáng)化后TC4鈦合金表面的起伏程度變化不大，但同樣能有效地覆蓋加工刀痕；
2）隨著噴丸壓力增大和噴丸時(shí)間延長，試樣表面的累積塑性變形量先快速增大后趨于飽和；鑄鋼噴丸的密度大、沖擊力大，故其在試樣表面產(chǎn)生的累積塑性變形量大于陶瓷彈丸；
3）當(dāng)噴丸壓力達(dá)到0.25MPa、鑄鋼彈丸噴丸時(shí)間大于40s或陶瓷彈丸噴丸時(shí)間大于80s時(shí)，最大殘余壓應(yīng)力可達(dá)到610MPa，殘余壓應(yīng)力場深度超過250um；
4）當(dāng)噴丸壓力低于0.15MPa或陶瓷彈丸噴丸時(shí)間小于40s時(shí)，殘余壓應(yīng)力隨深度的增大逐漸降低，最大殘余壓應(yīng)力出現(xiàn)在表層；增大噴丸壓力或延長噴丸時(shí)間后，殘余壓應(yīng)力值隨深度的增大呈先增加后減小的變化規(guī)律，最大殘余壓應(yīng)力值出現(xiàn)在材料表層以下的次表層；
5）當(dāng)兩種彈丸噴丸強(qiáng)化后，TC4鈦合金的疲勞壽命分別可提高10倍和20倍以上。