喷丸强化对TC11钛合金高周疲劳性能的影响

主要研究TC11钛合金喷丸前后高周疲劳性能的改变情况,并对比研究了喷丸前后宏微观影响因素的变化。在疲劳试验前后采用X射线应力衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电镜(SEM)、超微小显微硬度计等分析研究了喷丸强化对TC11钛合金高周疲劳性能的影响,并结合升降法和成组实验法测试喷丸前后两种不同表面状态下TC11钛合金的高周疲劳性能,拟合成两种不同表面状态下的疲劳S-N曲线。疲劳试验结果表明喷丸后在表层形成明显的残余压应力场和喷丸硬化现象,将裂纹萌生驱赶至次表面,显著提高了TC11疲劳强度和寿命。经喷丸后TC11钛合金试样疲劳强度极限达到616.5 MPa,而未喷丸试样疲劳强度极限仅为448 MPa,与之相比喷丸后疲劳强度极限增加了168.5MPa,提升幅度达37.6%。喷丸不仅使得试样表面完整性更为良好,减少了表面应力集中区,还使得表层组织中α相分布的致密度增加。喷丸硬化致使表层显微硬度值发生变化,形成一个深度有近260μm的梯度分布层,表面硬度达到HV433,较未喷丸相比也有近HV50的提升。喷丸后疲劳源深度达到258μm,较未喷丸试样的38μm相比增加达220μm。     

伐用弹簧用线材特点

汽车发动机用伐门弹簧在耐疲劳方面需具备极高的可靠性。本文叙述非金属夹杂物、表面伤痕及脱碳层这类缺陷对抗拉强度约1900MPa、经喷丸硬化及油浴回火的Cr—si钢丝疲劳性能的影响及介绍,将这些缺陷减至最少而采取的某些特殊措施。例如,钢丝疲劳寿命会随非金属夹杂物尺寸变小而延长。甚至铅淬火、除鳞、拔丝及油浴回火这类加工过程中发生的表面伤痕及脱碳相当浅也会影响到疲劳特性。此外还就弹簧疲劳特性介绍将这些缺陷的影响减至最低而采取的专门措施——喷丸硬化及由此产生的外加残余压缩应力的作用。由于这种作用可防止裂纹从表面向内深扩展,所以随着残余压缩应力的升高,疲劳寿命会相应延长。     

高速钢轨脱碳层控制研究

钢轨表面脱碳会造成钢轨硬度、耐磨性及疲劳强度等物理性能下降,本试验通过改变高速钢轨生产过程中步进式加热炉的各项工艺参数,在不同加热时间、加热温度、燃烧系统和是否喷涂防脱碳涂层的条件下对比高速钢轨脱碳层厚度,分析加热时间、加热温度、燃烧系统及防脱碳涂层对脱碳层厚度的影响,研究降低钢轨脱碳层的控制方法,对现场生产提出合理化...     

喷丸对车轮辐板表面残余应力的影响

采用小直径盲孔法,对车轮辐板表面下残余应力分布状态进行测试和分析。通过对喷丸车轮辐板表面下残余应力分布状态和未喷丸车轮辐板表面下残余应力分布状态的对比,分析喷丸对车轮辐板表面下残余应力分布状态的影响。试验研究结果表明,喷丸处理能够有效改善车轮辐板表面残余应力状态,从而提高车轮的安全使用性能。     

65Mn锯片用钢硬度不均原因分析

采用硬度计、光学显微镜、SEM扫描电镜及EDS能谱分析,对65Mn锯片用钢生产中出现的硬度不均的成因及其影响因素进行分析研究。结果表明:引起65Mn锯片用热轧带钢硬度不均的主要原因是热轧钢板内珠光体片层间距不均匀、带状组织及脱碳层的存在;其中以珠光体片层间距不均为主,其特征为钢板内珠光体片间距大小不一,差别较大,珠光体组织的平直度较差。通过优化终轧后冷却工艺、炼钢及连铸工艺、加热制度等措施,有效改善了65Mn热轧钢板表面硬度均匀性。     

我国小型烧结厂取消热筛的讨论

详细介绍了喷丸清理的喷材料、喷射力、喷射距离和喷射角度，分析了影响喷丸清理效果的各主要工艺因素，指出喷丸清理作为变压器油箱及附件等涂装前表面处理的方法之一 ，具有指向灵活，设备简单等特点。     

弹簧钢质量及其轧制技术

弹簧钢的表面质量要求高，尺寸精度要求严格，允许的表面脱碳层浓度浅，对表面硬度和断口石墨碳也有特殊要求。本文介绍了其轧制工艺，较远地保证了弹簧钢的轧制质量。     

强化喷丸对18CrNiMo7-6钢表面残余应力的影响

本文利用Aichelin多用炉对18CrNiMo7-6钢渗碳淬火;利用KXS-226P型数控喷丸机进行强化喷丸试验;利用Proto-iXRD型X射线应力分析仪对表面残余应力进行测定。结果表明,渗碳淬火试样在层深0.07mm处残余应力最大,其值为-196Mpa;渗碳淬火+强化喷丸试样在层深0.2mm处残余应力最大,其值为-887Mpa;渗碳淬火+强化喷丸处理后M等级3级,硬化层深3.78mm。同时渗碳淬火+强化喷丸后满足技术要求表面硬度58~62HRC,马氏体及残留奥氏体≤4级,碳化物≤3级。强化喷丸明显提高表面残余应力和层深。     

表面加工方法对TC4钛合金表面完整性及高周疲劳性能的影响

研究了磨削、一次喷丸、二次喷丸3种表面加工方法对TC4钛合金表面完整性及高周疲劳性能的影响规律,采用白光干涉仪、X射线残余应力测试仪对经不同方法加工的试样的表面形貌、表面粗糙度和表面残余应力分布等表面完整性参数进行了表征。采用旋转弯曲疲劳试验机分别测试了不同方法加工的光滑试样(应力集中系数Kt=1)和缺口试样(Kt=2)的旋转弯曲疲劳S-N曲线。结果表明,相比磨削,一次喷丸和二次喷丸处理后TC4钛合金光滑试样和缺口试样的疲劳极限均显著提高,TC4钛合金的疲劳缺口敏感性下降。另外,二次喷丸的疲劳极限增益效果优于一次喷丸的,原因是二次喷丸在TC4钛合金表面形成了更优的残余压应力场分布和更低的表面粗糙度。     

82A和82B高强钢疲劳性能的试验研究

对某钢厂生产的82A和82B高强钢进行了高周疲劳性能试验研究,得到了这两种钢的疲劳应力-寿命曲线(S-N曲线)及疲劳强度。用扫描电镜对试样的疲劳断口进行了观察。结果显示,对夹杂物进行变性处理后的82A钢的疲劳裂纹大多从表面缺陷处萌生,而夹杂物没有变性处理的82B钢的疲劳裂纹则从非金属夹杂物及表面缺陷处萌生,且从内部非金属夹杂物处萌生的疲劳断口呈"鱼眼"特征。讨论了非金属夹杂物对高强钢疲劳性能的影响。     

与低合金烧结钢零件形状相对应的后续处理条件最优化研究

为了扩展粉末冶金的业务,改进动态力学性能和搜集这样的数据是必要的.我们长期认为部分扩散粘结合金较适合达到较高的疲劳强度,对于在某些作业条件下的零件的确是这样.然而,现在粉末冶金零件的密度水平在提高.高密度和后续加工的最佳化相结合表明,与部分扩散粘结合金相比,预合金化的材料更适于得到高得多的疲劳强度.于是,开展了一些改善疲劳强度的研究.本文介绍了通过应用喷丸法改善疲劳强度,而且通过分析应力曲线讨论了改善疲劳强度的机制.还讨论了几何形状对应力曲线的影响,其中包括对实际的变速器齿轮的FEM分析,以此来描述每一零件的最佳后续加工方法.对于一个实际的变速器齿轮使用粉末冶金零件的可能性,在这篇论文中,通过用测量嵌进实际变速器齿轮箱中的齿轮的齿根应力计算的安全系数进行了讨论.     

货叉疲劳试验失败原因分析

某厂采用33MnCrTiB扁钢加工工程机械用货叉，用户入厂检验时发现1支货叉疲劳试验不合格。通过化学成分、扫描电镜、高倍、硬度等分析，认为表面脱碳是疲劳试验失败的原因。应加强原材料和货叉生产中脱碳层的控制。     

GB/T 231-1984金属布氏硬度测量方法标准探讨

通过对中厚板不同厚度处布氏硬度的测量,分析测量深度对硬度的影响,并通过金相分析进一步证实表面脱碳层的存在是造成硬度值不稳定的原因.     

高强钢热轧板拉伸试样表面起皮开裂原因分析

对12 mm厚高强钢热轧板拉伸试样表面起皮开裂缺陷进行了金相分析及工艺分析。金相分析结果表明,钢坯在加热时上下表面受热不同步,下表面脱碳严重,使轧制后的钢板形成一层均匀的全脱碳层;当受到拉伸应力作用时,表面脱碳层翘起、开裂。工艺分析结果表明,钢坯加热的保温时间是控制下表面脱碳与否的主要因素。通过测定成品热轧板断裂韧性指标得知,钢板表面脱碳层所形成的裂纹深度远小于材料失稳扩展临界值。     

TC17钛合金叶片制造过程的表面完整性研究

采用多种最终加工工序组合,在TC17钛合金叶片表面引入不同表面完整性状态,研究最终加工工序对叶片表面形貌、平均粗糙度、残余应力的影响。结果表明:仅振动光饰处理后,表面平均粗糙度在0.2μm以下,表面残留有磨料运动痕迹,残余应力影响层深度约为30~40μm,表面残余应力仅-200 MPa左右;不进行振动光饰处理时,陶瓷丸喷丸比玻璃丸喷丸后叶片表面粗糙度更佳,喷丸后叶片表面Kurtosis值接近3,本研究中残余应力影响层深度约为100μm,表面残余应力在-750~-850 MPa之间;喷丸后进行振动光饰可消除叶片表面的喷丸弹坑,平均粗糙度减小到0.2μm以下,残余应力影响层深度与未经振动光饰处理的相当,表面残余应力变化小。当加工痕迹被喷丸消除时,叶片表面Kurtosis值接近3,这说明弹坑底部圆滑,因此认为Kurtosis值可作为表征喷丸表面的特征粗糙度参数。     

不同加工方法对试样冲击性能的影响

从缺口形貌、缺口加工尺寸精度、缺口加工表面粗糙度、显微硬度、残余应力、显微形貌等方面研究了磨床、曲线磨床、线切割、抛光等加工方法对冲击试样成形质量的影响规律 ,进而定量地分析了上述加工方法及缺口形状、裂纹形核功等非材质因素对冲击检验结果的影响     

塔吊标准节固定螺栓断裂失效分析

为查明某QTZ63塔吊的标准节固定螺栓的断裂原因,采用了扫描电镜、金相检验、显微硬度等检测手段及化学成分分析。结果表明,螺栓力学性能、化学成分均符合标准要求;螺栓断口存在大面积贝纹线,其断裂性质是疲劳。螺栓表面存在深度0.18mm的脱碳层,降低了其疲劳强度;此外,由于安装不规范、缺乏维护而引起的松动也是诱发螺栓疲劳断裂的原因。     

表面喷丸与Fe~+注入协同增强Ti13Nb13Zr合金的生物摩擦学性能

为改善Ti13Nb13Zr合金表面的生物摩擦学性能,选用表面喷丸和Fe~+注入改性Ti13Nb13Zr合金表面。利用X射线衍射仪(XRD)分析改性层的相组成和残余应力,使用纳米显微力学探针测定改性层的纳米硬度,采用摩擦磨损试验机研究改性层的摩擦因素,选用扫描电子显微镜(SEM)观察改性层的磨痕形貌。表面喷丸与Fe~+注入的协同作用下,Ti13Nb13Zr合金表面出现了增强相Fe_2Ti,且离子注入能量的增加更有利于Fe_2Ti的形成。随着注入能量和剂量的增加,改性层的残余应力和纳米硬度相较于未离子注入的显著增加,残余应力最高从-453MPa增到-741 MPa,增幅达163.6%;纳米硬度最高从4.80增到10.63 GPa,增幅达121.5%。此外,在人工唾液和透明质酸钠溶液润滑下,改性层的磨损逐渐减缓,生物摩擦学因素分别从0.40降至0.34,从0.34降到0.29,下降幅度分别为17.1%与14.7%。表面喷丸与Fe~+注入的协同作用能够有效地提高Ti13Nb13Zr合金表面改性层的减摩抗磨性能。     

喷丸强化对TB6钛合金疲劳性能和表面完整性的影响

为了提高TB6钛合金零件的疲劳抗力,研究了喷丸强化对TB6钛合金疲劳性能的影响,并采用白光干涉仪、X射线应力测量仪、显微硬度计及扫描电子显微镜等仪器对其表面完整性进行分析,探讨喷丸强化机制。结果表明:相比未处理的试样,喷丸处理试样的旋转弯曲疲劳寿命显著提高。喷丸强度对TB6钛合金的疲劳性能影响显著,随着喷丸强度的增加,残余压应力层和硬化层深度相应增大,对疲劳性能有利;而同时表面粗糙度也在增大,局部应力集中效应会抑制疲劳性能的改善。     

汽车转向垂臂断裂原因分析

通过化学成分分析、硬度测试、金相检验及断口分析等对汽车转向垂臂断裂原因进行了分析，结果表明，转向垂臂退火态组织硬度未达到设计使用要求及臂身表面脱碳严重，导致材料的疲劳强度降低，，造成了转向垂臂的早期断裂。