浮动支撑摩擦片喷丸强化工艺研究

针对浮动支撑摩擦片疲劳断裂失效的问题,开展了浮动支撑摩擦片齿部喷丸强化工艺选择和强化机理研究,创新性地提出了一种浮动摩擦片的喷丸工艺选择方法,该方法可快速筛选摩擦片的最佳喷丸强化工艺;同时利用粗糙度仪、X射线应力仪、显微硬度计等分析了喷丸强化对摩擦片齿部表面粗糙度、表面残余应力分布以及表面硬化的影响作用,探讨了喷丸强化对摩擦片齿部疲劳抗力的作用机制.台架试验结果表明:最佳喷丸工艺参数下,浮动支撑摩擦片喷丸强化处理后能够显著提高其疲劳抗力,台架疲劳断裂寿命提高了54%以上.     

喷丸弹痕的研究及其在残余应力场分析中的应用

本文研究了5种直径的GCr15钢丸在系列载荷下,静压于经不同热处理的40Cr靶材后,压痕直径的分布规律。并据以提出塑性、弹性形变比的概念和确定喷丸等效载荷的方法,以及它们在计算喷丸残余应力场中的应用。最后计算了8种喷丸规范下的残余应力场,并经试验验证,二者吻合很好。     

喷丸工艺参数对718镍基合金表面性能的影响

为全面理解718镍基合金喷丸强化工艺参数的作用,用精确的三维建模对弹丸和基体进行模拟,并结合仿真分析方法考察喷丸尺寸、速度及入射角度对喷丸强化的影响。重点分析了表面粗糙度和残余应力分布,以全面展现喷丸强化的关键特征。结果表明：随弹丸直径和速度的增加,残余应力呈规律性变化,入射角度为0°～10°时对残余应力影响较小,但可轻微降低表面粗糙度。当入射角度从10°增至30°时,喷丸强化效果减弱,同时表面粗糙度增加。这为工艺参数选择提供了重要参考。通过试验验证仿真结果,进一步证实了本研究的准确性和实用性。     

坦克履带销表面强化残余应力分析

用X射线应力测量仪分别测定了坦克履带销经滚压，喷丸和滚压加喷丸三种表面强化后的表面残余应力。结果表明，滚压后履带销的表面残压应力在轴向和切向均较其余二者大，故在这三种工艺中，滚压应力坦克履带销的最佳表面强化工艺，滚压后再喷丸显著降低滚压工件表面残余压应力。     

坦克履带销表面强化残余应力分析

用X射线应力测量仪分别测定了坦克履带销经滚压、喷丸和滚压加喷丸三种表面强化后的表面残余应力。结果表明 ,滚压后履带销的表面残压应力在轴向和切向均较其余二者大 ,故在这三种工艺中 ,滚压应为坦克履带销的最佳表面强化工艺。滚压后再喷丸显著降低滚压工件表面残余压应力     

卷簧喷丸后的疲劳强度和断裂特征

本文从卷簧失效分析入手,根据疲劳断裂特征和疲劳源位置讨论了硬度和残余应力对卷簧疲劳强度的影响。卷簧虽承受扭转和剪切应力,但高强度卷簧的疲劳断裂均为正断,所以喷丸引入的残余压应力对疲劳强度的影响比硬度作用更显著。未喷丸的卷簧,疲劳源起始于表面划痕等缺陷处,提高表面质量将改善其疲劳性能。喷丸后疲劳源转到表下,则表面质量不再成为重要因素。当疲劳源产生在表下时,源高表面的位置越深,对疲劳性能越有利。在这种情况下残余压应力的分布深度比压应力值更重要。     

超声冲击对20Cr2Ni4A渗碳齿轮钢接触疲劳寿命的影响

利用ZJ-II型超声波冲击设备对20Cr2Ni4A渗碳齿轮钢进行超声冲击处理,对比研究超声冲击前后试样的接触疲劳寿命、残余应力和显微硬度随层深的变化情况。结果表明:经过超声冲击强化后,渗碳齿轮钢的接触疲劳寿命有较大幅度的提高。主要原因是晶粒细化和位错增殖抑制疲劳裂纹源的萌生,残余应力显著增加、表面硬度大幅度提高降低疲劳裂纹拓展的速率,从而使其接触疲劳性能得到显著提升。     

喷丸对2219铝合金TIG焊接残余应力的影响

用不同喷丸参数对2219-T8铝合金TIG焊接接头进行强化处理。用X射线衍射仪(XRD)、盲孔应力仪(MTS3000)检测试样喷丸前后残余应力场。结果表明:喷丸处理前,垂直于焊缝的横截面,纵向应力呈不规则"几"字型分布,表现为焊缝附近区域存在较大残余拉应力,远离焊缝的母材区接近零应力状态,随试样厚度增大,残余应力峰值增大;喷丸处理后,垂直于焊缝的横截面表面应力呈不规则"V"型分布,表现为焊缝附近区域产生较大残余压应力。在相同丸径情况下,玻璃丸较钢丸表面压应力更大。喷丸处理后,焊缝内部有限范围内压应力呈不规则"S"型分布。对相同材质弹丸,随弹丸直径增大,压应力层深度逐渐增大。在相同丸径下,钢丸较玻璃丸压应力层和峰值更大,且随钢丸直径增大,残余压应力峰值所在位置逐渐内移,其值逐渐增大。     

陶瓷丸喷丸对2024HDT铝合金疲劳性能的影响

为提高2024HDT-T351新型铝合金的抗疲劳性能,采用陶瓷丸喷丸新技术研究了喷丸强度、覆盖率及表面完整性对2024HDT-T351铝合金疲劳性能的影响,利用X射线应力仪、粗糙度仪、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等,分析了喷丸强化对铝合金表面残余应力场、表面粗糙度、表面损伤及表面加工硬化的影响,以及疲劳抗力的作用机制。结果表明:在高周疲劳试验条件下,合理参数的喷丸强化处理能够有效改善铝合金的表面完整性,显著提高铝合金的疲劳抗力,而过高强度或覆盖率的喷丸处理则不利于铝合金的表面完整性,因而不能有效改善铝合金的疲劳性能;在近低周疲劳试验条件下,高交变应力使喷丸引入的表层残余压应力严重松弛,喷丸引入的不利因素(粗糙度增大和组织损伤等)与有利因素的作用彼此抵消,此时喷丸处理不能有效改善铝合金的疲劳性能。     

高强度钢的室温循环蠕变损伤规律的研究

为了探讨结构零部件失效的早期行为,采用恒应变幅和恒应力幅疲劳试验,研究了高强度钢的循环蠕变损伤规律,提出了较佳的抗循环蠕变损伤的热处理工艺和显微织组形态。对正常材料蠕变损伤机制进行了讨论。     

考虑滚压强化作用的铸铁曲轴弯曲疲劳分析

铸铁曲轴广泛采用了圆角滚压强化技术来提高其弯曲疲劳强度,进行疲劳分析时必须考虑滚压引入的残余应力.针对某圆角滚压铸铁曲轴,首先建立了与其对应的滚轮—阶梯轴三维柔—柔接触有限元模型,通过滚轮压入—相对转动—滚轮卸载模拟滚压过程,得到了圆角滚压残余应力;然后进行了试验弯矩作用下的曲轴单拐有限元受力分析得到了圆角的弯曲应力及...     

激光冲击强化钢的残余应力数学建模分析

为分析钢在激光冲击强化后的残余应力,以SAPH420结构钢为例,进行激光冲击强化处理。用有限元和无限元结合构建钢残余应力的有限元模型,计算残余应力。结果表明：激光冲击的光斑搭接率为75%时,压应力约为814 MPa,激光冲击时间为3 500 ns时,内能、塑性能及弹性能分别约为65、60、10 mJ,激光冲击强化后钢表面平均硬度为350HV_0.2,屈服强度和抗拉强度分别超过587.3 MPa和594.4 MPa,疲劳性能提升,残余应力影响的最大深度为0.35 mm,有利于提升钢的使用寿命。     

LD10合金滚压强化层的TEM分析及其强化机制探讨

本文利用金属薄膜透射电子显微术和X线应力测定对固溶处理及人工时效LD10合金的液压强化层进行逐层分析,了解其滚压强化机制的实质。分析结果:(1)LD10合金滚压后的表面层内存在残余压应力,虽然滚压力的变化不改变强化层的表面硬度,但能影响强化层的深度;(2)强化层内只有少量位错线,无位错缠结和胞状结构;(3)LD10合金表面层的强化效应受Mott—Nabarro机制所控制。     

CL60车轮钢喷丸强化的研究

对车轮用钢喷丸强化处理的可行性进行探讨。试验材料为CL60车轮钢,采用直径1 mm的钢丸以45 m/s的速度进行不同时间喷丸处理,分析其表层粗糙度、应力、组织和硬度随喷丸工艺的变化。试验结果表明:喷丸后的试样表层粗糙度均低于4.9μm,符合车轮服役规范;喷丸后试样表层会产生厚约为400μm的随深度变化的残余压应力,喷丸处理2min时最大应力可达762 MPa;硬度随喷丸处理时间的增加逐渐提高,喷丸0.5 h后表层硬度约为375HV,喷丸6 h后表层硬度最高,可达到480HV,硬化层的厚度在喷丸1 h时达到饱和,约为130μm;喷丸处理后,车轮钢表层渗碳体会产生变形细化、断裂、溶解,铁素体会明显细化,在喷丸处理3 h时表层部分铁素体晶粒细化至70 nm。喷丸处理1~3 h可以在表层无损伤的情况下,有效提高硬度,为喷丸处理的最佳工艺。     

激光冲击强化技术的发展及应用

激光冲击强化(Laser shock processing简称LSP)又称激光喷丸,是一项新的表面强化处理技术。阐述了激光冲击强化技术的基本原理、激光表面强化处理的工艺优点和应用领域;介绍了国内外激光强化技术理论、工艺及设备的现状水平和实际应用情况;分析该技术在应用推广中亟待解决的设备研制、工艺改进等关键问题;提出了激光冲击处理技术目前需要解决的工艺问题,并对其未来的发展方向做了展望。     

残余奥氏体对Cr_（12）MoV钢疲劳性能的影响

采用不同冷却方式使Ｃｒ＿（１２）ＭｏＶ钢获得不同量的残余奥氏体，研究了残余奥氏体对疲劳性能的影响。试验结果表明：在相同淬火加热条件下，组织中残余奥氏位少于５０％时，残余奥氏位量越多，缺口疲劳寿命越长，－１９６℃深冷处理虽然残余奥氏体少，但由于残余奥氏体碎化且呈膜块状分布在马氏体周围，可使力学性能得到改善。     

正火45钢疲劳过程中的强度退化规律

一些金属材料在疲劳过程中不断疲劳硬化和损伤，其机械性能也将不断地变化。根据疲劳过程中力学性能的变化规律，提出一个金属材料强度退化量的新定义，它与热力学势建立起来的强度退化模型相结合，从而得到一个新的强度退化方程。将该退化方程应用到正火４５钢中，结果表明具有满意的工程精度。对于其它的一些金属材料也可以建立类似的方程。     

40Cr钢零件的形变热处理

<正> 利用锻造余热直接淬火,是节约能源的措施之一。采用中频感应加热炉把工件在短时间内加热到锻造温度(此时晶粒较细),进行形变。形变后利用余热直接淬火,再用中频感应炉回火,这是一项较为理想的节能新工艺。这一工艺流程的实现,对锻造-热处     

缺口滚压强化后残余应力应变分布的数值模拟

缺口零件滚压后，由于塑性变形而引起的残余压应力可以大幅度地提高其疲劳性能。研究了用平面应变压入模型来模拟滚压过程的可行性，并通过大变形弹塑性有限元方法，对缺口根部表面以下的残余应力应变分布进行了分析和预测，详细讨论了材料强度、缺口半径ｒ以及压下量△ｈ对残余应力分布的影响。文中的预测结果与实验结果相符合。     

超声表面滚压对7075铝合金疲劳行为的影响

为探究超声表面滚压对7075铝合金疲劳行为的影响,采用超声表面轧制技术对7075铝合金试件精加工断面进行强化.用表面显微硬度测试仪、粗糙度测量仪、金相显微镜和X射线衍射应力分析仪等设备,对样品处理前后的表面粗糙度、金相、显微硬度、断裂形态和拉伸压缩疲劳性能进行分析.结果表明:超声强化后表面粗糙度从1.019μm降至0.136μm;表面显微硬度增至123.2HV0.2;表面残余应力增加-174.4 MPa,深度为1.75 mm;表层晶粒明显细化;中值疲劳寿命提高7.39倍;存活率取99.5％时,安全寿命提高5.65倍.由于表面粗糙度显著降低及更高的表面残余压应力,样品疲劳寿命显著改善.