喷丸工艺对DC53钢表面完整性的影响试验研究

为了探究喷丸角度、喷丸压力等喷丸工艺参数对DC53钢表面完整性的影响,通过试验研究了不同喷丸角度、喷丸压力对DC53钢表层残余应力场分布及硬度场分布的影响规律,同时分析了喷丸后的表面形貌及喷丸工艺参数对表面粗糙度的影响.结果表明:喷丸后DC53钢引入了一定深度的残余压应力层,残余压应力随深度的增加呈现"U"型分布,当喷...     

喷丸对高强度变形镁合金ZK60-T5高周疲劳性能的影响

为了研究高强度变形镁合金ZK60经喷丸处理后的表面变形层微观组织结构的变化及其对高周疲劳性能的影响,首先对用半连续铸造的方法浇注的圆棒进行热挤压,挤压比为14,并对挤压棒进行T5热处理后加工成漏斗型疲劳试样,标记为ZK60-T5.然后对一部分疲劳试样进行喷丸处理,观察喷丸后试样表面变形层的微观组织变化规律,并研究喷丸处理后表面粗糙度、变形层的显微硬度和残余压应力对ZK60-T5镁合金高周疲劳性能的影响.结果表明:高强度变形镁合金ZK60-T5的最佳喷丸工艺为0.05 mmN,且经喷丸强化后,ZK60-T5镁合金表面变形层的微观组织发生了变化,疲劳强度由150 MPa提高到195 MPa,提高了30%,疲劳寿命得到显著提高,而在表面变形层残余压应力场的作用下疲劳裂纹源由表面被"驱赶"到表面强化层下.     

42CrMo钢超声喷丸强化模拟与实验研究

以42CrMo钢作为研究对象,利用超声喷丸工艺对42CrMo钢进行表面强化处理,并对超声喷丸过程进行有限元模拟,分析超声喷丸工艺与材料表面残余应力、显微硬度和表面形貌之间的关系。有限元模拟计算结果表明,超声喷丸冲击针头直径越小、冲击速度越大,喷丸后材料硬度越大,表面形貌越差;冲击针头直径对材料残余压应力场深度有显著影响;冲击速度对材料最大残余压应力值和残余压应力场深度有显著影响。     

对40Cr钢表层硬度残余应力及接触疲劳性能的研究

研究了表面淬火、离子氮化＋表面淬火的复合热处理以及复合热处理＋喷丸处理3种表面强化处理工艺对40Cr钢的表层硬度残余应力分布以及接触疲劳性能的影响,结果表明：经过复合热处理＋喷丸工艺处理的40Cr钢可获得最高的表层硬度和残余压应力,同时也表现出最为优异的接触疲劳性能。据此提出,高的表层硬度和残余应力能够有效地抑制接触疲劳裂纹在试样表面的萌生和扩展,因而可大大提高40Cr钢的接触疲劳寿命。     

磨削、研磨、喷丸处理对马氏体不锈钢疲劳强度的影响

通过对马氏体不锈钢(2Cr13)试片热处理强化处理后，分别进行了磨削后研磨加工、喷丸处理，以探讨表层硬度、表层残余应力及表面粗糙度等因素对疲劳强度的影响。实验表明，减少表面粗糙度Ra值，增加表层残余应力是提高2Cr13不锈钢使用寿命的有效方法。     

空化射流喷丸对45钢表面性能的影响

选用45钢作为研究对象,通过空化射流喷丸对其进行强化.利用microXAM型三维光学轮廓仪测量试样表面形貌,用S-3000N型扫描电镜表征试样表面的微观结构,采用71型显微硬度计测量试样截面硬度值的变化.结果表明:空化射流喷丸对45钢表面有明显的强化效果,喷射时间和射流压力对空化喷丸能力有着重要影响;空化射流喷丸强化比普通喷丸强化得到了更好的表面质量.     

激光冲击LY2铝合金的薄膜性能

脉冲激光冲击LY2铝合金,在试样表面形成约1.7mm的薄膜,研究了薄膜与基体接合处横截面的微观形貌以及激光冲击搭接率和激光冲击次数对薄膜层残余应力的影响。研究结果表明:激光冲击的光斑搭接率对试样横截面的残余应力影响显著;在薄膜层最大残余应力存在于试样的表层或者近表层,深度方向的残余应力值和残余压应力值变化率均与表层深度成反比;多次冲击能够获得较大的残余应力值,但对于激光冲击LY2铝合金薄膜深度影响较小。     

喷丸表面的最佳粗糙度参数与材料硬度的关系

对喷丸表面的复杂轮廓特征进行分析和表征,选取最能表征表面形貌的三维粗糙度参数,并探究其与材料硬度之间的关系.采用相同的喷丸工艺参数对316、420、2205 3种不锈钢进行喷丸处理,采用27个常用粗糙度参数进行表征,通过方差分析,选出最优形貌参数Sq,再结合Sa进行多尺度分析,得出最优评价尺度为800μm.测量3种材料的原始表面硬度,结合各自的Sq值进行分析.结果表明,Sq是最优表面形貌参数,其最能表征喷丸表面的复杂轮廓特征,Sq与原始硬度之间存在反比关系,随材料硬度的增加而减小.     

超声滚压18CrNiMo7-6齿轮钢表面变质层性能分析

研究了18CrNiMo7-6齿轮钢超声滚压后表面变质层的性能和加工工艺。分别运用三维表面形貌测量系统、显微硬度计、超景深三维显微系统和高速大功率X射线残余应力分析仪等工具观察试样加工前后的表面变质层变化,并采用单因素试验分析试验数据,研究超声滚压工艺参数对试样表面变质层的影响。结果表明:经过超声滚压加工,表面粗糙度由未经超声滚压处理的3. 003μm减少到0. 468μm,显著的加工硬化在该材料表面形成,表面显微硬度从最开始的360. 9 HV升高到442. 9 HV,升高了22. 7%,高硬度层达到了300μm;平整的表面在超声滚压加工后出现;在距离表面40μm处残余压应力形成峰值,其值约为-790. 97 MPa。超声滚压技术显著提高了材料的变质层性能。     

喷丸残余应力对裂纹扩展疲劳寿命的影响

为了研究喷丸表面处理对试样疲劳寿命的影响,基于ABAQUS软件建立含喷丸残余应力场的四点弯曲试样有限元模型和考虑裂纹闭合效应的裂纹扩展疲劳寿命预测模型。基于该模型研究了不同应力比及不同喷丸工艺条件下的受喷与未喷试样的裂纹扩展疲劳寿命。结果表明,正应力比越大越不容易产生裂纹闭合从而寿命越短,不同应力比条件下喷丸试样的疲劳寿命均约为相同条件下未喷丸试样的2.5倍;单独喷丸强化对裂纹扩展疲劳寿命的提高作用高于喷丸成形与强化的联合作用。主要是由于喷丸强化产生的残余压应力在距离表层较近的范围大于成形与强化联合作用所产生的残余压应力,且该残余压应力对裂纹扩展疲劳寿命的提高起主导作用。通过预测结果与文献实验结果的对比,验证了本文所建模型的正确性及有效性。     

喷丸处理后6061铝合金工件表面粗糙度的模拟计算及预测

以6061铝合金工件为对象,研究了喷丸对工件表面粗糙度的影响。首先,建立了喷丸有限元仿真模型,分别模拟计算了单丸粒喷丸和多丸粒喷丸后铝合金工件的表面形貌。对应进行了单丸粒喷丸和多丸粒喷丸试验,采用激光共聚焦显微镜获取了喷丸后实际工件的表面形貌,以验证所建立的喷丸有限元仿真模型的有效性。在此基础上,对铝合金工件开展了9组喷丸的正交模拟试验,通过对喷丸表面进行离散计算得到三维粗糙度参数Sq,研究获得工件初始粗糙度、丸粒尺寸、丸粒速度和喷丸覆盖率对工件表面粗糙度的影响规律。采用BP神经网络模型对正交试验结果进行处理,获得铝合金工件喷丸处理后表面粗糙度的预测模型。将预测的经喷丸处理后的工件表面粗糙度与模拟试验的粗糙度数据进行对比可知,两者的平均误差仅为3.46%,预测精度能够满足实际喷丸需要;相应构建了喷丸处理后铝合金工件的表面粗糙度控制图,这对实际喷丸过程中较准确控制工件的表面粗糙度有重要价值。     

不同喷丸工艺下残余应力沿深度的分布规律

利用X射线衍射法系统研究了16种不同喷丸工艺产生的残余应力。每个工件取4个不同位置测点,每测点在表面下250μm范围内取8个测试深度,采用电解抛光进行剥层,结果表明:国产弹丸最大残余压应力出现在表面下50μm处,影响层深150μm;进口弹丸最大应力出现在50~75μm处,影响层深为200μm;喷丸工艺中抛头转速与阿尔门值成正比,随阿尔门值增大残余应力略有增加,但残余应力最大值与阿尔门值之间没有定量对应关系;喷丸后残余应力的影响层深度与弹丸特性有直接关系,而与抛头转速无关。     

微粒子喷丸单颗粒冲击的因次分析与仿真研究

为了研究微粒子喷丸(喷丸直径0. 02～0. 20 mm)的工艺参数对靶材、残余压应力层深度和表面粗糙度的影响,应用因次分析技术,在微粒子喷丸单颗粒冲击条件下,推导出3个无量纲关系式,建立靶材残余压应力层深度、表面粗糙度、弹痕直径与微粒子喷丸工艺参数(材料、直径、速度)之间的联系。为求解无量纲关系式中的待定量,采用5种靶材、2种喷丸材料、3种喷丸直径、3种喷丸速度组成13组样本,应用ANSYS/LS-DYNA软件对13组样本进行仿真试验,根据仿真结果求解出3个无量纲表达式中的未知量。     

喷丸强化对Al-12Si合金组织及性能的影响

为了提高Al-12Si合金在高温工况下的服役寿命,文中基于喷丸强化技术,探究了表层组织细化和压应力对材料疲劳性能的影响。采用微观表征手段对组织结构进行表征,通过X射线残余应力分析仪、显维维氏硬度仪以及常温旋弯疲劳试验机对喷丸强化后材料的表面残余应力、硬度及疲劳性能进行评价。研究结果表明:喷丸强化有效改善了初生硅的大小和圆整度,硅相平均尺寸由40μm降至30μm,圆整度由基体的1.69提高至2.09,且其对Al_7Cu_4Ni尺寸影响较大,由基体的47μm~2降至10.87μm~2,另其可在Al-12Si合金表面引入170 MPa残余压应力。喷丸强化引入的应变强化可使Al-12Si合金的硬度由117 HV提高至200 HV以上。常温旋弯疲劳实验表明,喷丸强化促使Al-12Si合金的疲劳强度提高了13%以上。     

基于超声纳米表面改性的镁锂合金强化研究

为了得到超声纳米表面改性(UNSM)技术的工艺参数(静压力、移动速度和间距)对LA106镁锂合金表面性能指标(硬度、粗糙度和硬化层深度)的影响程度,采用显微硬度计和三维表面形貌测量系统分别测试LA106镁锂合金经UNSM处理后的显微硬度值和表面粗糙度;并结合显著性方法分析正交试验结果,利用多目标优化设计方法研究了不同UNSM工艺参数下的综合强化效果。结果表明:UNSM工艺参数对LA106镁锂合金综合强化效果影响程度由大到小的顺序为静压力、间距、移动速度;经过多目标优化设计,通过直观分析得到了UNSM处理LA106镁锂合金工艺参数的最佳组合:静压力0.3 MPa,移动速度1 500 mm/min,间距0.05 mm,利用UNSM技术强化LA106镁锂合金时,主要应考虑静压力的影响。     

光斑直径对激光冲击强化铝合金腐蚀性能的影响

为研究不同光斑直径对激光冲击强化6061-T6铝合金电化学腐蚀性能的影响,测量了表面粗糙度和残余应力,进行了截面金相和电化学腐蚀实验.结果表明:激光冲击强化使材料的表层晶粒细化、表面粗糙度增大且产生残余压应力.未冲击试样、2 mm和3 mm光斑直径激光冲击试样的腐蚀电流密度分别为:154.5 μA/cm2、14.70 ...     

强流脉冲电子束处理对Ni200摩擦磨损性能的影响

通过强流脉冲电子束对Ni200进行表面改性处理,并对处理后试样的表面形貌、表面硬度、截面硬度、摩擦磨损性能进行了分析。结果表明:不同照射次数下试样表面的熔坑数量、表面硬度、截面硬度都有一定的变化,25次照射后,试样的表面粗糙度极大降低,摩擦磨损性能有了很大的提高。     

航空发动机钛合金叶片残余应力喷丸-电磁场复合调控技术

为改善航空发动机叶片残余应力分布状态、消除喷丸对叶片表面造成的微损伤,提出了喷丸-电磁场复合调控新技术。采用X射线衍射技术分别测试了叶片残余应力在喷丸前、喷丸后和喷丸-电磁场复合调控工艺处理后的分布规律。通过叶片材料微观组织分析,探讨了喷丸-电磁场复合调控工艺影响钛合金叶片残余应力的机理。研究结果表明,喷丸-电磁场复合调控工艺使叶片表面残余压应力最大提升了7.7%,改善了喷丸造成的残余压应力分布不均匀状况,并在叶片近表层形成了较强的残余压应力场,残余压应力最大提升1.55倍。与喷丸处理叶片相比,经喷丸-电磁场复合工艺处理叶片的疲劳强度增加33%~36%。     

EHL 下矿场用重载齿轮的喷丸及疲劳性能分析

弹流润滑（ＥＨＬ）条件下,石油矿场用大模数得载齿轮的承载能力得到提高,齿面接触人效与齿根弯曲疲劳断裂则成为其主要的失效形式,喷丸强化是改善齿轮表层种种缺陷的有交而简便的方法,喷丸产生的硬化层残余压力场和显微组织相变是提高齿轮接触疲劳强度的重要因素,从单齿弯曲疲劳,齿面接触疲劳,接触疲劳裂纹萌生与扩展,表层显微硬度,残余奥氏体情况,表层残余应力及亚组织结构等方面讨论了喷丸对齿轮接触疲劳性能的影响。     

激光喷丸对AA2524铝合金疲劳和断裂性能的影响

为延长机身蒙皮材料服役寿命对AA2524铝合金进行激光喷丸处理,研究激光喷丸对AA2524铝合金疲劳和断裂性能的影响.对紧凑拉伸(CT)试样经不同的喷丸次数和单面/双面激光喷丸后采用显微硬度计、X射线残余应力仪和超景深显微镜进行表面完整性测量,激光喷丸后开展疲劳裂纹扩展试验(FCG)和断裂韧性实验(Kc),采用扫描电镜...