目前，對(duì)TC4鈦合金的研究正向著高性能化、低成本化方向發(fā)展，但在追求某一性能指標(biāo)的同時(shí)，還需與其它性能相匹配，以確保得到優(yōu)異的綜合性能。在航空航天工業(yè)，一直追求零件的長(zhǎng)疲勞使用壽命，這要求強(qiáng)度、塑性、韌性等能夠很好匹配，而晶粒或亞結(jié)構(gòu)細(xì)化就是改善鈦合金使用性能的一種重要途徑。

疲勞裂紋常常在表面萌生，如何采用晶?；騺喗Y(jié)構(gòu)細(xì)化來提高疲勞抗力是近年來材料學(xué)家和力學(xué)學(xué)家關(guān)注的熱點(diǎn)。雖然采用高能噴丸強(qiáng)化或超聲噴丸強(qiáng)化可在表層獲得納米級(jí)組織結(jié)構(gòu)，但在疲勞性能的提高方面并未見其與常規(guī)噴丸強(qiáng)化的顯著差別。這可能與高能或超聲噴丸強(qiáng)化過程中劇烈的變形形成的微觀裂紋或和過大彈丸彈坑的局部應(yīng)力集中等損傷有關(guān)。如何控制噴丸強(qiáng)化TC4鈦合金的組織結(jié)構(gòu)變化是一個(gè)值得研究的課題。噴丸強(qiáng)化能顯著提高材料的抗疲勞性能，多數(shù)情況下常常將其歸于殘余壓應(yīng)力場(chǎng)的形成，但由于材料的力學(xué)性能取決其組織結(jié)構(gòu)，因此需要對(duì)噴丸強(qiáng)化的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，以確定組織結(jié)構(gòu)對(duì)疲勞性能的作用機(jī)制。對(duì)于噴丸強(qiáng)化組織的演化規(guī)律，在鈦合金中的研究還較少。通過研究TC4鈦合金噴丸組織結(jié)構(gòu)的變化，揭示其加工硬化機(jī)制和對(duì)顯微硬度的影響規(guī)律，不僅對(duì)于推廣其在工業(yè)上的應(yīng)用具有重要意義，而且可為穩(wěn)定TC4鈦合金組織、提高其使用性能提供重要的理論指導(dǎo)。

選用TC4鈦合金，其抗拉強(qiáng)度σb為1100MPa。噴丸強(qiáng)化在氣動(dòng)式的壓縮空氣強(qiáng)化設(shè)備PWB上進(jìn)行。為了避免鈦合金與含鎘的材料接觸，以及避免鑄鋼彈丸所產(chǎn)生的鐵污染，對(duì)鈦合金進(jìn)行噴丸強(qiáng)化時(shí)采用專用的設(shè)備并用玻璃彈丸噴射。研究結(jié)果表明：1)噴丸強(qiáng)化層中大量位錯(cuò)發(fā)生相互交織作用，而且晶粒內(nèi)部還存在大量亞晶界。2)噴丸試樣表面層的晶粒發(fā)生變形和細(xì)化，提高了材料表層的硬度。3)噴丸處理使試樣表面晶粒細(xì)化，并產(chǎn)生晶格畸變。4)TC4鈦合金噴丸強(qiáng)化層組織結(jié)構(gòu)中存在變形孿晶，孿生是TC4鈦合金塑性變形過程中起著重要作用的變形機(jī)制。（曉紅）