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.     

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.     

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。     

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。     

表面完整性对高强度钢疲劳寿命影响的试验研究

研究了高强度钢34CrNiMo6 的加工表面完整性对弯曲疲劳寿命的影响规律。疲劳试件的加工采用不同的切削参数,对加工表面完整性相异的试件进行疲劳试验。研究结果表明:残余应力是影响试件弯曲疲劳寿命的主要因素,残余压应力可获得高疲劳寿命;当表面粗糙度Ry >10 滋m 时,表面粗糙度对疲劳寿命的影响显著;加工硬化对高强度钢疲劳寿命有不利影响,疲劳寿命随表面硬度的增加而降低;采用小刀尖半径和低进给速度可提高高强度钢的疲劳寿命。     

超声冲击时间对SMA490BW钢焊接接头组织与性能的影响

对转向架用SMA490BW钢焊接接头表面进行10、15、20 min的超声冲击,在相同应力水平下进行接头疲劳试验,对比试件不同时长冲击后的疲劳寿命。通过金相、表面硬度、残余应力、表面粗糙度测试分析超声冲击提高SMA490BW钢焊接接头疲劳寿命的机理。结果表明：超声冲击处理可提高焊接接头表面硬度、降低表面粗糙度,并引入了残余压应力。超声冲击处理后试样的表层组织塑性变形大,晶粒被拉长、破碎,形成了塑性变形层。超声冲击处理10、15、20 min后,平均疲劳寿命分别提高了82%、342%、482%。     

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。     

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。     

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     

频谱谐振处理对铝合金焊接残余应力的影响

A7N01铝合金具有较高的应力腐蚀裂纹敏感性,为消除或降低铝合金焊接结构的残余拉应力,抑制应力腐蚀裂纹的形成,对7N01铝合金型材焊接部件进行频谱谐波振动消除残余应力处理试验,并采用X射线法测量处理前后的残余应力及分布。结果表明,在本试验条件下,频谱谐波振动时效法具有较好的消除残余拉应力效果,尤其是残余应力的均匀化效果明显,适合于大型焊接结构的整体消应力处理。同时,频谱谐振处理对焊接接头的拉伸、弯曲和疲劳性能影响不大,都满足标准要求。     

考虑高强度钢加工表面完整性的背应力能法疲劳寿命预测模型

循环应变能法从疲劳损伤机理的角度对疲劳寿命进行预测,能够很好地解释疲劳断裂行为,故得到广泛应用。然而,对材料整体性能的大量试验研究中常常不考虑加工表面完整性,从而影响了能量法的预测精度,为此提出一种考虑加工表面完整性的循环背应力能法疲劳寿命预测修正模型,通过引入残余应力随深度围成的面积作为影响因子来考虑加工表面层力学特征对总背应力能的影响,将微裂纹不扩展阈值作为影响因子表征表面层几何和组织特征对总背应力能的作用。研究结果表明：针对淬火回火前的重载车辆扭力轴高强度钢材料,考虑加工表面完整性的修正模型疲劳寿命预测误差分散带缩小38%,预测精度提高25%,与疲劳断裂后实时统计单周次循环背应力能密度的模型具有相同的误差分散带(1.25倍),克服了传统能量法需要在疲劳试验后才能进行寿命预测的缺点;针对淬火回火后的超高强度钢材料,考虑加工表面完整性的修正模型疲劳寿命预测精度从72.7%提升到了92.2%,克服了疲劳断裂后实时统计单周次循环背应力能密度预测模型的失效性,误差分散带从3.30倍降到了1.41倍;新模型提高了能量法在不同加工表面层特征的适用性,实现了面向服役性能的加工表面完整性评价。     

铝合金挤压孔表面形貌及残余应力分析

对挤压后的铝合金孔边残余应力分布进行了X射线测定,发现残余压应力在近表层有陡降。扫描电镜观测表明孔的内表层存在机械损伤,其深度约与应力陡降范围相当。说明表面损伤不仅本身可能影响疲劳抗力,而且使有益的残余压应力在挤压后即发生较大程度的松弛。 增大挤压量可增大残余压应力分布深度及数值,但须注意挤压后存在尺寸反弹有可能影响构件的装配精度。在固定挤压量的条件下,将挤压棒由锥形改为糖葫芦形,可使残余压应办的分布深度及数值得到进一步提高。这是由于后者属非连续挤压方式,后一台阶的挤压总是在前一台阶挤压的基础上进行,材料的组织预先经过一定程度的形变强化,并且变形材料受相邻两台阶的几何约束难以充分恢复。     

自动炮击针表面性能提升技术研究

火炮在射击过程中击针受严重冲击振动及高温火药气体的冲刷，其在交变应力下产生表面疲劳裂纹，击针失效导致的火炮关键件寿命降低对火炮系统的整体性能影响重要。由于击针失效一般从表面开始，为改善其表面性能，研究了超声复合强化处理提高其表面综合性能。通过表面粗糙度、表面硬度和防腐性比较了传统加工和超声复合强化工艺。结果表明：超声复合强化处理的样件表面粗糙度为0.31μm，表面硬度相比传统加工工艺提高20%，击针寿命比传统车削工艺提高了约62%。材料表面的硬度和耐磨性能通过超声复合强化改善，性能大幅改善，使用寿命提高。     

柴油机连杆喷丸强化试验

<正> 150柴油机连杆的工字形表面长期使用抛光工序,不仅劳动强度大、生产效率低,而且产品质量差。本文通过抛光与喷丸强化两种表面加工方法对机械性能及残余应力进行了对比试验,分析了喷丸强化后连杆疲劳强度大幅度提高的原因。     

表面滚压处理的试验及应用

<正> 滚压处理是一种简便而收效显著的表面强化方法。表面滚压的实质是利用金属在滚轮或滚珠的压力作用下,产生塑性形变以提高零件的表面光洁度并且使表面层硬化,从而产生有利的残余压应力,提高零件的疲劳抗力。 我厂生产的柴油机缸体双头螺柱、轴承盖双头螺柱和两种弹性轴,图纸要求材料为     

某转管自动机炮尾体寿命提升技术研究

炮尾体承受着射击过程中的高温以及连续瞬态强冲击载荷的恶劣工况,表面易产生疲劳裂纹并逐渐扩大,造成炮尾体断裂,引起自动炮故障。为提高炮尾体的疲劳寿命,研究了声铣复合表面改性处理方法来提高炮钢材料的表面性能。从表面粗糙度、表面硬度和疲劳寿命3个方面分别比较了传统干切削和声铣复合表面改性两种技术,结果表明声铣复合表面改性后的样品表面粗糙度为0.32μm,表面硬度相比基体硬度可以提高24%左右,炮尾体闭锁齿的疲劳寿命提高到原来的11倍以上。声铣复合表面改性技术增加了材料表面的局部残余压应力,可以使材料具有更优异的表面性能。     

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。     

消除铝合金结构件焊接残余应力的工艺研究

研究了消除LC5 2热处理时效强化铝合金焊接残余应力的工艺 ,分析对比了热时效、振动时效 (VSR)和超声波时效三种不同消除铝合金焊接残余应力工艺的优缺点 ,指出合理的振动时效工艺是消除热处理时效强化类铝合金焊接残余应力的一种较理想的方法。利用ZSX - 0 5振动时效设备对铝合金结构件 (管箱体 )进行处理 ,可以明显降低和均匀化焊接残余应力 ,降低率可以达到 4 0 %以上     

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。     

AZ91D镁合金高速铣削表面完整性研究

为研究AZ91D镁合金的高速铣削加工工艺对其表面完整性的影响,采用正交实验设计方法对AZ91D镁合金进行高速铣削实验,通过对4种不同的表面粗糙度参数进行评估,综合分析铣削参数对表面形貌的影响规律;利用X射线衍射仪分析表层残余应力,并对热-力耦合作用下的镁合金表面完整性机理进行探究,获得提升AZ91D镁合金加工表面完整性及表面形貌控制的工艺方法。为开展镁合金抗疲劳性能及耐腐蚀、抗氧化性能的研究提供理论指导和实验依据。