虞忠良
,
李守新
,
刘羽寅
,
张庆瑜
,
雷家峰
,
牟忠信
材料研究学报
采用喷丸和离子注入对Ti--6--22--22合金机械加工样品进行表面处理,
研究表面处理对Ti--6--22--22合金室温和高温疲劳寿命的影响. 结果表明,
喷丸和离子注入对材料疲劳$S$--$N$曲线的影响与实验温度有关.
喷丸和离子注入对Ti--6--22--22合金的室温疲劳强度影响较小,
400℃时的疲劳强度明显提高. SEM断口分析显示,
400℃长寿命疲劳后的表面处理样品裂纹在亚表面萌生.
关键词:
金属材料
,
Ti-6-22-22 alloy
,
shot-peening
,
ion implantation
,
S-N curves
KANG Zengqiao GAI Xiuying LI Jiabao WANG Zhongguang State Key Laboratory for Fatigue and Fracture of Materials Institute of Metal Research
,
Academia Sinica
,
Shenyang
,
China Research Assistant
,
Institute of Metal Research
,
Academia Sinica
,
Shenyang 110015
,
China
金属学报(英文版)
Influence of residual stress and surface morphology induced by shot-peening on fatigue behav- ior of a medium temperature tempered spring steel 60 Mn has been studied.The compressive residual stress induced in the near-surface region may improve fatigue limit from 930 to 1010 MPa,and the very high tensile residual stress in the interior may reduce it from 1010 to 940 MPa,whereas the severe surface damage may cause a drop-off of it from 1010 down to 800 MPa.Fatigue cracks initiated in such position where the equivalent Mises stress,including residual stress,exceeded the local strength of the material.The compressive residual stress, induced by shot-peening,may intensify the effect of crack closure,so as to decrease the crack growth rate.
关键词:
shot-peening
,
null
,
null
,
null
,
null
张艳斌
,
鲁连涛
,
薛弼一
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.04.013
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.
关键词:
铝合金
,
疲劳
,
喷丸
,
应力松弛
张洪伟张以都吴琼
金属学报
运用大型有限元软件LS-DYNA建立了喷丸强化处理过程的三维有限元模型, 研究了弹丸冲击作用下, 铝合金材料Al 2024-T3动态响应过程中的应力波结构、应变率效应及应力波衰减效应等动态参量; 研究了弹丸搭接率对于残余应力场的影响, 建立了高覆盖率多丸粒强化模型; 研究了冲击顺序、材料应变率及初始残余应力对强化效应的影响; 研究了喷丸强化后的表面微观变形特征. 分析结果表明, 弹丸高速冲击引起的弹塑性双波会在材料内部形成高应变率效应; 弹丸搭接率ζ对于强化效应有明显影响, ζ=1/2是近似的临界值; 不同冲击顺序对于强化效果的影响较小, 材料应变率对于强化效果有显著影响; 初始残余应力对于喷丸强化最终形成的残余应力场的影响取决于弹丸冲击速度; 经过喷丸强化处理, 零件表面形成微米级凹坑, 并且随着冲击次数和喷丸覆盖率的提高, 凹坑深度逐渐增加.
关键词:
喷丸
,
finite element method
,
residual stress
,
impact
,
strain rate
,
coverage ratio
张洪伟
,
张以都
,
吴琼
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00314
运用大型有限元软件LS-DYNA建立了喷丸强化处理过程的三维有限元模型,研究了弹丸冲击作用下,铝合金材料Al2024-T3动态响应过程中的应力波结构、应变率效应及应力波衰减效应等动态参量;研究了弹丸搭接率对于残余应力场的影响,建立了高覆盖率多丸粒强化模型;研究了冲击顺序、材料应变率及初始残余应力对强化效应的影响;研究了喷丸强化后的表面微观变形特征.分析结果表明,弹丸高速冲击引起的弹塑性双波会在材料内部形成高应变率效应;弹丸搭接率ζ对于强化效应有明显影响,ζ=1/2是近似的临界值;不同冲击顺序对于强化效果的影响较小,材料应变率对于强化效果有显著影响;初始残余应力对于喷丸强化最终形成的残余应力场的影响取决于弹丸冲击速度;经过喷丸强化处理,零件表面形成微米级凹坑,并且随着冲击次数和喷丸覆盖率的提高,凹坑深度逐渐增加.
关键词:
喷丸
,
有限元法
,
残余应力
,
冲击
,
应变率
,
覆盖率
谢光
,
邬蕾
,
郑伟
,
彭建强
,
张少华
,
卢玉章
,
申健
,
谢玉江
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.02.018
目的：研究微弧火花渗碳对定向凝固高温合金 DZ125 L 表面再结晶的控制效果。方法对DZ125 L合金进行吹沙变形处理,以石墨棒为碳的来源,通过微弧火花渗碳工艺在吹沙表面进行渗碳处理后,与直接吹沙的试样一起进行热处理,通过光学显微镜( OM )、扫描电子显微镜( SEM )、X 射线衍射( XRD)等手段表征组织结构。结果与合金直接吹沙产生的表面再结晶相比,经过微弧火花渗碳+吹沙处理的样品,表面再结晶深度只有直接吹沙处理样品的60%。 XRD分析表明,微弧火花渗碳处理后,合金表层产生了TiC和( Cr,Mo)23 C6等碳化物。能谱分析表明,渗碳样品截面外表层富集Ti、Mo、W、Cr、C等元素,产生了大量碳化物,进一步阻碍了再结晶晶界的迁移。微弧火花渗碳强化了合金表层,使合金在吹沙处理时产生的变形层较浅,抑制了再结晶表面形核。结论通过微弧火花渗碳工艺可以有效抑制定向凝固高温合金的再结晶。
关键词:
定向凝固
,
高温合金
,
再结晶
,
渗碳
,
吹沙
,
XRD
郑宇
,
王远
,
于晓华
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.02.010
为改善Ti6A14V表面喷丸强化层的生物摩擦学性能,把不同参数Fe+注入到直径4 mm喷丸的强化层中.用Nano IndenterⅡ型纳米显微力学探针测定试样改性层的纳米硬度,在MRTR多功能摩擦磨损试验机上以ZrO2球/改性层为摩擦副进行人工唾液和透明质酸钠溶液润滑下的生物摩擦学试验,使用S-3000N扫描电子显微镜分析改性层组织形貌和生物摩擦学试验后的磨痕形貌.结果表明:Fe+注入Ti6A14V表面喷丸强化层的形成相为Fe2Ti.随着注入能量和剂量增加,Fe2Ti含量从3.7％增至4.7％;Fe+注入改性层的纳米硬度从8.46 GPa增至10.29 GPa,都远高于单一喷丸强化层的5.59 GPa;在人工唾液和透明质酸钠溶液润滑下的摩擦因数分别从0.53降至0.38和从0.49降至0.28,都低于单一喷丸强化层的0.62和0.59,磨损呈现不同程度的减轻.Fe+注入能显著提高Ti6AI4V表面单一喷丸强化层的减摩抗磨性能.
关键词:
Ti6Al4V
,
Fe+注入
,
喷丸强化
,
生物摩擦学
,
人工唾液
,
透明质酸钠溶液
王欣
,
胡云辉
,
曾惠元
,
钟平
,
汤智慧
,
宋颖刚
中国表面工程
doi:10.11933/j.issn.1007-9289.2016.02.016
结构因素和加工方式对零件疲劳性能具有重要的影响.采用车削、磨削和喷丸等方法改变光滑(Kt=1)和缺口(Kt=2)两种结构应力集中状态试样的表面完整性,表征了6种应力集中和表面完整性状态下17-4PH沉淀硬化不锈钢的高频轴向疲劳应力寿命曲线,并研究了表面残余应力和表面粗糙度等表面完整性参数.将光滑车削状态的疲劳极限作为基线.结果表明:在光滑条件下,磨削、车削喷丸和磨削喷丸后疲劳极限较基线分别提高18.1％,21.4％和26％;而在缺口条件下,相比于基线,磨削疲劳极限下降了20.8％,喷丸后的疲劳性能较磨削提高25.9％.车削、磨削、车削喷丸和磨削喷丸后粗糙度分别为1.733、0.819、2.251和2.228μm.结构应力集中状态对于疲劳性能的影响大于表面完整性,但对于确定的结构,表面完整性对于疲劳性能亦有重要影响.
关键词:
结构应力集中
,
表面完整性
,
疲劳性能
,
喷丸
吕鹤婷
,
王建明
,
刘兴睿
中国表面工程
doi:10.11933/j.issn.1007-9289.2016.02.015
基于裂纹闭合效应,利用ABAQUS软件建立用于预测残余应力场中疲劳裂纹扩展特性的弹塑性有限元模型.考虑塑性和残余应力场对裂纹闭合的作用,分析残余应力、应力比和裂尖单元尺寸对裂纹闭合效应的影响.研究结果表明:未喷丸试样的裂纹闭合类型为塑性诱导裂纹闭合,喷丸残余应力场中的裂纹闭合为塑性和残余压应力共同作用,且裂纹张开力的大小与残余应力的分布相对应;正应力比越大,裂纹闭合效应越不明显,疲劳裂纹扩展速率越快;裂尖单元尺寸小于塑性区范围时可以真实反映裂尖的闭合状态;喷丸残余压应力通过提高裂纹闭合力,增强裂纹闭合效应,抑制疲劳裂纹扩展.
关键词:
喷丸强化
,
残余应力场
,
裂纹闭合
,
疲劳裂纹扩展
