复合喷丸对铝-铜-镁合金表面形貌和硬度的影响

对铝-铜-镁合金试样进行复合喷丸处理,通过观察喷丸处理后试样的表面形貌和测量试样的表面粗糙度、残余应力、衍射峰半峰宽及显微硬度等参数,分析了复合喷丸处理对铝-铜-镁合金表面形貌和力学性能的影响。结果表明:铝-铜-镁合金试样经复合喷丸处理后表面粗糙度变化不大,由0.70μm增加到2.97μm,试样表面整体细密、均匀,完整性较高,表面质量较好;引入较深的残余压应力场,最大残余压应力为306 MPa,且压应力场整体分布均匀,能够起到很好的强化效果;表面衍射半峰宽增大,为0.275°;表面显微硬度增大,为180.8 HV,比基体的硬度120 HV增加了50%。     

孔强化对TC18钛合金疲劳寿命的影响

为提高TC18钛合金带孔零件的疲劳寿命,使用基体和焊缝上开孔的TC18钛合金试样,研究孔挤压和孔喷丸强化前后的表面残余应力,孔强化工艺对试样疲劳寿命的影响以及试样疲劳断口.研究表明,对基体和焊缝上的孔进行喷丸强化处理后,孔表面残余压应力值达到-300MPa以上,由于残余压应力和表面完整性的作用,孔喷丸强化效果比挤压强化...     

核电转子滚压强化后残余应力分析与评价

利用X射线衍射应力分析方法对表面经过滚压强化处理的核电转子的滚压面中心区域和外边缘区域的残余应力进行了测试,并对残余应力分布进行了分析。结果表明:滚压处理后转子滚压面中心区域沿转子轴向的残余应力平均值为-464.8 MPa,环向残余应力平均值为-454.4 MPa,残余应力分布均匀,强化效果比较显著;而滚压面边缘区域的残余压应力较中心区域要小,沿转子轴向和环向两方向的残余压应力也比较接近,残余应力分布同样均匀。     

42CrMo曲轴钢喷丸强化有限元模拟

喷丸强化能够有效提高42CrMo曲轴钢的抗疲劳性能,且喷丸数值模拟是制定喷丸工艺方案、评估喷丸后工件表面疲劳抗力的主要理论工具。为了体现喷丸过程中的随机性,利用MATLAB软件提供的Rand随机函数产生弹丸的位置,建立随机喷丸模型,并在此模型基础上研究弹丸直径、弹丸材料、冲击速度以及覆盖率与残余应力间的分布规律,进一步讨论喷丸工艺对42CrMo曲轴钢表面粗糙度的影响。研究发现:随着弹丸直径以及速度的增大,残余应力增大,抗疲劳性能提高,但粗糙度也相应增大;随着覆盖率的增大,残余应力增大,表面残余应力分布更加均匀,稳定性提高;同时弹丸强度越高,残余应力越大。通过喷丸试验对随机多弹丸模型进行验证,为喷丸工艺的精确控制提供了科学依据和理论基础。     

喷丸处理对6151-T6铝合金旋转弯曲疲劳性能的影响

对经过电解抛光、喷丸处理和喷丸处理再抛光的三种6151-T6铝合金试样的表面粗糙度及喷丸处理后试样表面硬化层的硬度进行测试。对三种表面状态不同的铝合金材料进行旋转弯曲疲劳实验。研究喷丸处理试样表面残余应力随疲劳实验的变化情况,以及喷丸处理对该铝合金疲劳性能的影响。结果表明:喷丸处理对材料疲劳性能的影响与加载的压应力水平有关。当加载的压应力与表面残余压应力之和不超过材料表面硬化层的循环屈服强度时,硬化层中的残余压应力在疲劳过程中不发生应力松弛,疲劳寿命得到大幅度提高;反之,将发生应力松弛现象,疲劳寿命的提高程度受残余压应力松弛程度的影响。此外,喷丸处理造成的材料表面粗糙度的增加,在全应力幅范围,使材料的疲劳寿命略有降低。     

基于深度-敏感压痕技术的喷丸铝锂合金板残余应力分布特征

应用近年来发展起来的深度-敏感压痕技术研究了不同喷丸强度下某铝锂合金薄板的硬化层分布,并尝试采用Y.H.Lee模型计算确定了残余应力场沿板厚方向的分布特征。结果表明:提高喷丸强度可以减小塑性硬化层的梯度,从而获得更为均匀的表面强化层;而较高喷丸强度将引入更深的残余应力影响层和更大的残余压应力。     

湿法喷丸工艺有限元分析

目的 分析TC4钛合金的湿喷丸强化过程。方法 利用ABAQUS有限元软件中的CEL方法以及随机分布函数建立弹丸随机分布的湿喷丸冲击强化模型,研究喷丸覆盖率对残余应力场和表面粗糙度的影响规律,进行TC4钛合金板材的湿喷丸强化实验,对比验证模拟结果。结果 表面粗糙度随着喷丸覆盖率的增加而变大;对于残余应力场,随着覆盖率从50%增加到100%,最大残余压应力值和其所处位置的深度均增加。当覆盖率增加至200%,最大残余压应力值不再增加。不同喷丸覆盖率下表面残余应力值基本相同。经对比验证,构建的有限元模型的仿真结果与湿喷丸实验规律相一致。结论 湿喷丸模型能够较好地模拟湿喷丸强化后板材表层残余压应力场和表面粗糙度的变化规律。     

喷丸改性对7050铝合金FSW接头性能的影响

对5 mm厚的7050铝合金搅拌摩擦焊接头进行喷丸表面改性处理,并对喷丸前后的接头进行残余应力测量、低周疲劳裂纹扩展试验,研究喷丸改性对焊接接头残余应力分布和焊核区、热影响区疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明,喷丸处理提高了接头表面粗糙程度,但接头表层及近表层产生硬化层,二次喷丸处理后的表层硬度值达198HV。二次喷丸最高硬度值比焊接态高33.1%。喷丸引入的残余压应力随喷丸次数增加而增大,最大压应力值位置也移向板材更深处。焊核区、热影响区疲劳裂纹扩展速率相对焊接态均降低,表明喷丸改性提高了接头两微区抗疲劳断裂的能力。     

矿用圆环链条接链环喷丸后残余应力分析

采用喷丸强度（SPI）为0．41和0．5A／mm两种表面喷丸强化的工艺对矿用圆环链条接链环进行强化处理,使用X-350A型X射线应力测定仪对喷丸强化后的接链环表面的残余应力与（211）晶面的半高宽卢进行测定。结果表明：高的喷丸强度可以得到更高的残余应力值,对接链环表面进行喷丸强化处理可以有效地引入残余压应力,提高接链环的疲劳寿命。     

激光冲击处理对AISI304钨极氩弧焊接接头残余应力的影响

利用激光冲击波对AISI304不锈钢氩弧焊接接头进行了表面强化处理,用X-350A型X射线应力仪测定了其激光冲击处理后残余应力,分析了残余应力的产生机理.结果表明,激光冲击处理后AISI304焊接接头残余应力为110MPa左右,其强化效果十分明显,显著地降低了焊接接头残余拉应力,并使残余应力分布趋向均匀.     

喷丸强化对民用飞机腐蚀损伤构件残余应力及疲劳寿命的影响

以修理过程中去除腐蚀产物后的民用飞机腐蚀损伤构件为研究对象,针对7075铝合金损伤试样,采用玻璃弹丸为介质,研究喷丸强化对损伤构件表面残余应力及疲劳寿命的影响。首先通过试验确定获得所需喷丸强度及覆盖率的工艺参数,进而测量不同参数喷丸强化后的构件表面残余应力,并分析残余应力沿构件表面方向的分布规律。通过对构件损伤表面进行喷丸以及连同相邻侧面进行喷丸的不同范围的试验研究,得到构件的不同强化效果。疲劳试验结果表明:当只对损伤表面进行喷丸强化时,疲劳寿命的改善相对有限,而将喷丸区域扩大至与损伤表面相邻的构件侧表面时,疲劳寿命将有大幅度提高。     

喷丸处理对2219铝合金搅拌摩擦焊焊接残余应力的影响

对2219铝合金板进行了搅拌摩擦焊(FSW)和喷丸处理，采用X射线衍射仪(XRD)测量了搅拌摩擦焊和喷丸产生的残余应力，分析了残余应力的分布特征，研究了弹丸直径、弹丸材料、喷射距离等参数对搅拌摩擦焊接残余应力分布的影响。结果表明：焊接后，焊缝附近存在较大的残余拉应力，焊缝中心线±20 mm范围内的平均应力高达100.9 MPa,而远离焊缝的母材区域接近零应力状态；喷丸后，试样残余应力分布发生显著变化，表层残余应力表现为压应力，并且该压应力数值随着深度的增加先增大后减小，最后保持为拉应力；增大弹丸直径可提高最大残余压应力值和残余压应力层深度，但当弹丸直径继续增大至1.2 mm时，最大残余压应力值不再继续增大；选用合适的弹丸材料可获得理想的残余压应力分布情况；随着喷射距离的增大，最大残余压应力值和残余压应力层深度先增大后减小。     

激光喷丸强化对半圆孔件疲劳寿命的影响

为研究激光喷丸强化对7075-T6铝合金半圆孔件疲劳寿命的影响,对激光喷丸与未喷丸的试样进行了对比试验,利用X射线应力仪测定其表面残余应力,并对试样进行疲劳拉伸试验.用扫描电镜观察了两类试样疲劳断口的形貌,并采用数理统计方法对其疲劳寿命进行分析.研究表明:经激光喷丸处理区域,表面存在较大的残余压应力,幅值为310 MPa;未喷丸试样疲劳裂纹条带的宽度为0.7~0.8μm,而喷丸试样疲劳裂纹条带的宽度为0.3~0.4μm,说明喷丸试样裂纹扩展的速度比未喷丸试样慢很多;激光喷丸后半圆孔件的疲劳寿命比未喷丸的疲劳寿命提高了2.8~7.2倍.     

再次喷丸周期对TC18钛合金疲劳寿命的影响

研究了再次喷丸对于经过预先喷丸的TC18钛合金残余应力和室温疲劳寿命的影响。使用X射线衍射仪和旋转弯曲疲劳机测定了再次喷丸后的合金的表面残余应力以及总疲劳寿命。结果表明,疲劳试验会使预先喷丸的TC18钛合金疲劳试样表面残余压应力松弛30%～50%,而再次喷丸可以使由于疲劳而松弛的表面残余压应力回复到疲劳试验前试样的50%～70%。此外,相比未经过再次喷丸的试样,选择合适的再次喷丸周期可使TC18钛合金的总疲劳服役寿命提高了75%。     

喷丸处理对高强度7150铝合金弯曲形变的影响EI北大核心CSCD

采用X射线衍射残余应力分析和衍射峰半高宽研究喷丸残余压应力和塑性变形对7150铝合金薄壁试样弯曲形变的影响.结果表明：喷丸时间0～60s时,由于喷丸残余应力的引入和塑性变形的累积,试样弯曲形变速率较大,对于喷射压力为0.05MPa的试样,其值可达10.3μm/s;喷丸时间超过60s后,残余压应力场饱和,试样形变主要依靠喷丸表面的塑性变形,而试样弯曲形变速率降低到1.3μm/s.增大喷射压力将使试样的弯曲形变速率和相对弯曲形变总量增大.     

喷丸起落架外筒焊接热影响区的残余应力测定

本文用X射线法测定了喷丸起落架外筒焊缝影响区的残余应力,并从残余应力角度考察了起落架外筒现行工艺路线的优劣。测定结果表明,在相同构件上虽然所测方向和部位不同,但残余应力的分布、大小及符号基本相同。与前起外筒相比,喷丸处理在主起外筒上形成的残余压应力值较低。分析认为消除焊接残余拉应力的合理工序,是两种外筒均应采用焊后热处理,但应防止表面脱碳。     

喷丸强化对2XXX铝合金疲劳寿命的影响

研究喷丸对2XXX铝合金拉-拉疲劳性能的影响。对未喷丸试样和喷丸强化试样的微观组织、显微硬度、残余应力和拉-拉疲劳性能进行对比分析。结果表明:喷丸处理后,试样的组织和微结构未发现明显变化,但其粗糙度、残余压应力和显微硬度有所提高,分别是未喷丸试样的6.25倍,3.85倍和1.12倍;拉-拉疲劳性能显著提高,其中值疲劳寿命是未喷丸的1.67倍。在99.9%存活率下,喷丸试样的安全寿命是未喷丸试样的1.45倍。且表面喷丸强化后疲劳裂纹源由多个变为一个。     

X80管线钢中微观组织非均匀性对残余应力影响的实验研究

目的 从微纳尺度研究X80管线钢微观组织的不均匀性对残余应力分布及释放过程的影响。方法 为了突出微观组织的非均匀特征,将X80管线钢升温到固溶温度(1 200 ℃)后随炉冷却,得到由大量多边形铁素体(PF)和退化珠光体(DP)构成的显微组织。以腐蚀后的自然形貌为散斑模型,采用聚焦离子束技术在不同微观组织内部进行环芯槽的铣削加工,并获取芯柱表面的变形图像,最后通过数字图像相关方法计算芯柱表面的应变演化。同时,利用纳米压痕技术测试不同区域的弹性模量,结合弹性理论计算分析不同组织内部的微观残余应力。结果 微观结构的不均匀性直接影响了残余应力的分布及释放路径。DP组织中的von Mises平均应变约是PF区域的2倍,残余应力主要存在于作为软质相的铁素体基底中。纳米压痕实验结果表明,DP中弹性模量的浮动比PF的更加剧烈。不同铣削深度下的残余应力呈现出非线性特征。当铣削深度达到1.1 μm时,PF和DP区域松弛释放的残余应力分别为232.6 MPa和385.2 MPa。结论 在微观尺度上,不同组织内的残余应力状态存在差异。微观组织在碳化物、结构形貌等方面的非均匀性将引起表面残余应力的梯度分布。     

7075-T651铝合金喷丸工艺的仿真与试验研究

为探究喷丸工艺参数对材料残余应力分布的影响,以7075-T651铝合金材料为研究对象,基于铝合金材料特性和试验条件,利用ANSYS/LS-DYNA建立喷丸有限元模型,获得了不同喷射距离、喷射压力和弹丸直径下残余应力的分布情况。结果表明：增大喷射压力和弹丸直径可以显著提高最大残余压应力和残余压应力影响深度,且喷射距离应保持在适当的范围内,最后将应力计算值和实测值进行对比,最大偏差为(10.0±12.5) MPa,偏差率不超过6.9%。分析认为通过有限元模型能够准确地获得残余应力的分布情况,有助于开展喷丸工艺参数对残余应力分布规律的影响研究。     

激光冲击处理后Ni基高温合金的性能

对Ni基高温合金进行了激光冲击强化处理,测量了处理后Ni基高温合金的残余应力、表面粗糙度分布规律和疲劳强度．结果表明,激光冲击处理后凹坑内残余压应力值为200—400MPa,其分布服从泊松正态分布规律;承载能力比未冲击试样提高大约150MPa;激光冲击区的粗糙度降低一个等级,凹坑内粗糙度数值分布也服从正态分布规律．激光冲击处理后表面出现了组织细化的硬化层,强化效果明显,残余压应力有极大的提高,有效地提高了抗疲劳寿命．