| 超声喷丸对工业纯Zr疲劳裂纹扩展行为的影响 |
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| 引用本文： | 朱文光,张鑫,宋慷慨,王遂,曾祥康,马驰,张聪惠. 超声喷丸对工业纯Zr疲劳裂纹扩展行为的影响[J]. 稀有金属材料与工程, 2023, 52(8): 2711-2720 |
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| 作者姓名： | 朱文光 张鑫 宋慷慨 王遂 曾祥康 马驰 张聪惠 |
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| 作者单位： | 西安建筑科技大学 冶金工程学院，陕西 西安 710055,西安建筑科技大学 冶金工程学院，陕西 西安 710055;西北有色金属研究院，陕西 西安 710016,西安建筑科技大学 冶金工程学院，陕西 西安 710055,中国石油天然气集团公司管材研究所 石油管材及设备材料性能与结构安全国家重点实验室，陕西 西安 710077,西安建筑科技大学 冶金工程学院，陕西 西安 710055,西安建筑科技大学 冶金工程学院，陕西 西安 710055,西安建筑科技大学 冶金工程学院，陕西 西安 710055 |
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| 基金项目： | National Natural Science Foundation of China (51674187); International Science and Technology Cooperation Projects of Shaanxi Province (2021KW-27); The Key Industry Chain (Group)-Industrial Field in Shaanxi Province (2019ZDLGY05-03) |
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| 摘 要： | 对厚度为2.0 mm的工业纯锆板材进行双面超声喷丸（USSP）处理，研究了超声喷丸（USSP）对微观组织演变和疲劳裂纹扩展（FCG）行为的影响。通过光学显微镜、激光共聚焦显微镜、背散射电子衍射仪、透射电子显微镜和X射线衍射仪分别对微观结构演变进行表征。采用紧凑拉伸试样进行FCG试验，对断口形貌和裂纹扩展路径进行分析。结果表明，USSP处理后形成了具有约250 μm深度残余压应力的表面梯度结构，USSP试样比原始试样表现出更高的强度和表面粗糙度。值得注意的是，USSP-8 min和USSP-12 min试样的疲劳裂纹扩展寿命比原始试样分别提高了28.1%和50.9%。USSP处理有助于提高疲劳裂纹扩展抗力，进而在一定程度上降低疲劳裂纹的扩展速率。FCG性能的提高可归因于残余压应力和晶粒细化的共同作用，残余压应力增强了裂纹闭合效应，降低了有效应力比。同时，晶粒细化使晶界比例增加，循环塑性区尺寸减小，从而有利于抵抗裂纹扩展。
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| 关 键 词： | 超声喷丸（USSP） 工业纯Zr 疲劳裂纹扩展 晶粒细化 残余应力 |
| 收稿时间： | 2023-02-03 |
| 修稿时间： | 2023-04-07 |
Effect of Ultrasonic Shot Peening on Fatigue Crack Growth Behavior of Commercial-Purity Zr |
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| Zhu Wenguang,Zhang Xin,Song Kangkai,Wang Sui,Zeng Xiangkang,Ma Chi and Zhang Conghui. Effect of Ultrasonic Shot Peening on Fatigue Crack Growth Behavior of Commercial-Purity Zr[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2023, 52(8): 2711-2720 |
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| Authors: | Zhu Wenguang Zhang Xin Song Kangkai Wang Sui Zeng Xiangkang Ma Chi Zhang Conghui |
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| Affiliation: | School of Metallurgical Engineering, Xi''an University of Architecture and Technology, Xi''an 710055, China,School of Metallurgical Engineering, Xi''an University of Architecture and Technology, Xi''an 710055, China;Northwest Institute for Nonferrous Metal Research, Xi ''an 710016, China,School of Metallurgical Engineering, Xi''an University of Architecture and Technology, Xi''an 710055, China,State Key Laboratory for Performance and Structure Safety of Petroleum Tubular Goods and Equipment Materials, CNPC Tubular Goods Research Institute, Xi ''an 710077, China,School of Metallurgical Engineering, Xi''an University of Architecture and Technology, Xi''an 710055, China,School of Metallurgical Engineering, Xi''an University of Architecture and Technology, Xi''an 710055, China,School of Metallurgical Engineering, Xi''an University of Architecture and Technology, Xi''an 710055, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | ultrasonic shot peening (USSP) commercial-purity Zr fatigue crack growth grain refinement residual stress |
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