钛合金作为航空航天工业中使用的重要材料,密度小、比强度高,综合性能优异,具有突出的物理性能与组织特性。其中,Ti-6A1-4V是在制造飞机发动机过程作为发动机榫头的主要材料。飞行器在服役过程中,会有细小砂尘随气流进入发动机,并以高速冲击、摩擦材料表面,致使了破坏的产生。而Ti-6A1-4V耐冲击磨损能力较差,使得冲蚀磨损成为砂尘环境下飞机发动机末级叶片的主要损伤形式之一。本文采用超声滚压加工技术是一种将深滚加工与超声振动结合在一起的表面处理加工工艺。可在Ti-6A1-4V合金表面诱导形成具有梯度结构的纳米硬化层,是一种提高材料表面强度,从而进一步提高材料抗冲蚀性能的有效方法。本课题研究超声滚压工艺对Ti-6A1-4V合金冲蚀磨损性能产生的影响,主要内容如下:(1)探索性的改进了超声滚压设备的设计加工,主要创新点是采用了贝塞尔曲线型超声变幅杆,优化了变幅杆的振动放大性能并减弱了部件的应力集中现象。(2)用透射电镜和扫描电镜观察滚压对钛合金微观组织结构产生的影响,滚压在材料表面的形成了 300 μm厚度的晶粒细化表面层,表层的晶粒尺寸小于100nm。表层硬度分布测试表明滚压使材料表面硬度提升了约30%。(3)通过对比试验和有限元模拟计算研究了滚压加工工艺对材料在不同冲角下抗冲蚀性能的影响,并通过观察材料形貌等方法分析Ti-6A1-4V合金的冲蚀模型。超声滚压处理后材料的抗冲蚀性能提高了 3～4倍,且小冲击角下,滚压工艺对冲蚀性能的影响更大。