经喷丸处理后40~#车轴钢裂纹的萌生及其沿表面扩展规律

以４０＃车轴钢为试验材料，选择了两种不同的喷丸强度对试件施喷。经试验后找到了裂纹萌生与应力的关系曲线，同时给出了经喷丸处理后基体沿表面方向的裂纹扩展速率表达式。认为喷丸能提高金属材料疲劳寿命的原因主要体现在因喷丸产生的残余压应力和结构强化两方面，在低应力区前者起主要作用，而在高应力区后者起主要作用。     

民用飞机铝合金喷丸强化工艺研究

喷丸强化和成形工艺广泛应用于民用飞机零件制造过程中。针对其中铝合金喷丸强化工艺，该文首先介绍了喷丸强化工艺的原理和作用，然后引出喷丸强化工艺流程，主要包括喷丸强度确定、弹丸选择、喷丸设备、工艺规程及其注意事项、以及零件喷丸后的补加工等，最后对文中涉及的专业术语进行了一定解释。该文可用于指导民用飞机铝合金零件设计时的喷丸强化工艺选择，也可用于民用飞机铝合金零件制造时的喷丸强化工艺使用。     

喷丸强化对低合金高强度钢拉-拉脉动疲劳抗力的影响及强化机理

本文通过喷丸强化前后残余应力的测定,疲劳断口和显微组织结构变化特征的电镜观察,研究了喷丸强化对低合金高强度钢在拉-拉脉动循环载荷作用下疲劳寿命的影响规律,以及对提高过载寿命的有效性. 试验结果表明:在拉-拉脉动载荷△σ=90kg/mm~2时,低温回火马氏体组织喷丸强化前后平均疲劳寿命提高了4.5倍;中温回火的屈氏体组织平均提高了2.9倍.指出了这一强化措施对不同组织状态的有效性,为承受拉-拉循环脉动应力作用的零部件大幅度提高疲劳抗力提供了试验依据.     

喷丸和电解抛光对齿轮弯曲疲劳强度的影响

为提高渐开线齿轮齿根承载能力,研究了喷丸强度、喷丸覆盖率、电解抛光对齿根圆角表面完整性和齿轮弯曲疲劳极限的影响规律.依据啮合原理和APDL语言,对齿条型刀具展成的齿轮进行了参数化有限元建模,应用ANSYS/FE-SAFE软件对齿轮进行弯曲疲劳强度的仿真计算,并通过单齿弯曲疲劳试验进行了验证.结果表明:通过软件仿真的渗碳淬火齿轮弯曲疲劳极限载荷与试验结果相比偏大；对齿轮齿根进行喷丸,并非喷丸强度和喷丸覆盖率越高越好,而是存在最佳的喷丸工艺参数；对齿轮喷丸后再进行电解抛光,可以改善表面完整性,进一步提高齿轮的弯曲疲劳强度,但强化效果受初始喷丸工艺参数的影响.     

电火花加工表面喷丸残余应力场的有限元分析

喷丸强化作为表面改性技术,对增强工件实际应用,提高使用寿命具有重要意义.采用ABAQUS有限元软件,对电火花单脉冲放电和喷丸强化,在GH3039高温合金材料表层产生的残余应力场进行有限元分析,获得残余应力场的分布规律及残余应力沿层深方向上的变化规律,对电火花单脉冲放电一个脉冲周期后和喷丸强化后工件表面应力分布进行仿真分析.结果表明：电火花加工表面喷丸强化后的残余应力分布规律与理想表面喷丸相同,经喷丸强化后,工件表面残余拉应力明显降低,表层残余压应力有大幅提升,强化效果显著,表面对称轴处径向残余应力比喷丸前降低79.406％,最大径向残余压应力比喷丸前提高了339.143％.     

单丸粒喷丸模型和多丸粒喷丸模型的有限元模拟

采用有限元法模拟喷丸过程，通过比较单丸粒模型和多丸粒模型，研究了喷丸覆盖率对残余应力和材料强化的影响．单丸粒多次冲击模型的模拟结果表明，冲击次数对残余应力幅值影响小，但等效塑性应变明显增加，由此可反映喷丸过程中材料的强化；多丸粒模型的模拟结果表明，当喷丸覆盖率为100％时，残余压应力幅值明显增加，塑性应变与单丸粒一次冲击结果相近．不锈钢喷丸试验结果表明，这两种模型的综合可较好地反映喷丸残余应力的形成和表层材料的强化．     

喷丸强化对Al-Li-XX和2XXX铝锂合金疲劳性能的影响

为了研究喷丸强化对铝锂合金疲劳性能的影响,本文针对Al-Li-XX和2XXX两种铝锂合金开展了8组疲劳试验,对比分析了喷丸强化对不同材料、不同取向试件疲劳性能的影响,并采用DFR法进行量化表征。结果显示：Al-Li-XX合金表现出一定的各向异性,而2XXX合金则表现出较明显的各向同性;喷丸强化对两种铝锂合金L向取样的试件疲劳性能不同程度地提高,而对LT向取样试件则基本没有影响,且喷丸强化后两种材料试件的疲劳寿命分散性均不同程度地增大。本文的研究结果有望为国产大飞机结构选材、疲劳设计及工程应用提供参考。     

经喷丸处理后40^#车轴裂纹的萌生及其沿表面扩展规律

以４０车轴钢为试验材料，选择了两咱不同的喷丸强度对试件施喷。经试验后找到了裂纹萌生与应力的关系曲线，同时给出了些喷丸处理后基体沿须裂纹扩展速率表达式，认为喷丸能提高金属材料疲劳寿命的原因主要体现在因喷丸产生的残余压应力镪化两方面，在低应力区前者起主要作用，而在高应力区后者直主要作用。     

喷丸强化对疲劳裂纹萌生和扩展的影响

本文研究了喷丸强化对疲劳裂纹萌生与扩展的影响及其与材料基本机械性能和残余应力的关系.喷丸强化可大大延长裂纹萌生及早期扩展期,而对扩展期影响较小;应力水平(或过载水平)越低,喷丸的作用越大.喷丸后裂纹萌生及早期扩展期N_(0.1)(sp)与残余应力σ_(?)及形变硬化指数n之间的关系可表达为N_(0.1)(sp)=A+B(-σ_r)~((?)n+b)的形式.     

提升喷丸强化能力的新试验模式研究

目前对喷丸强化效能的评价基本上依赖于试片试验得出的受喷结论,并通过对饱和曲线的拟合来确定其参数,而当前使用的试验方法随着零件复杂程度和设计要求精度的提高,已不能完全满足加工需求。本文通过引入机械加工的创新思路,借助西门子数控系统,提出一种全新模式的试片的试验方法,其简单、有效的特点,必将在喷丸加工中广泛应用。     

喷丸对渗碳件接触疲劳及裂纹萌生扩展的影响

通过一系列试验表明,渗碳后喷丸可使接触疲劳强度提高,在低接触应力下接触疲劳寿命明显增加。对接触疲劳裂纹萌生。扩展至失效全过程所进行的连续追踪观测发现,裂纹萌生于渗碳过渡区;渗碳喷丸后比未喷丸的裂纹萌生寿命增加,扩展速率减小;由钢丸坑连接而成的浅小裂纹为非扩展裂纹;在喷丸影响区,裂纹扩展不同于未喷丸试件,即主裂纹平行于表面扩展;分叉裂纹发生再次分叉向下扩展,从而使裂纹扩展后期速率减小。     

喷丸及退火处理对1Cr18Ni9Ti合金抗高温氧化性能的影响

研究了经过喷丸处理及400℃退火处理的1Cr18Ni9Ti合金试样在900℃空气中的循环氧化性能。经SEM,EDS分析及氧化动力学研究发现:喷丸处理虽然促进了铬的选择性氧化,但却使合金表面的压应力增大,所形成的氧化膜的抗剥落性能也不好;退火处理不仅使喷丸试样表面的应力得以消除,并且起到了低温预氧化的作用。经过退火处理的合金表面形成了附着性良好的选择性氧化铬膜,其氧化增重与氧化膜剥落量下降,起到了很好的保护作用,提高了合金的抗高温氧化性能。     

柱面零件喷丸强化残余应力场的数值模拟

为研究柱面零件喷丸强化残余应力场的分布规律,应用ABAQUS软件模拟了单粒球形弹丸冲击柱面曲线轮廓零件靶体过程。接触碰撞数值模拟采用动态接触对惩罚函数法,计算方法采用中心差分时间显式算法,模型加载模式采用弹丸速度加载,模拟获得了喷丸强化残余应力场和位移场的分布规律。柱面靶体喷丸时,靶体表面产生的周向残余压应力和轴向残余压应力不等,且表面周向残余压应力略小于表面轴向残余压应力;靶体上产生的最大周向残余压应力和最大轴向残余压应力出现在距靶体表面相同深度位置,但最大周向残余压应力略小于最大轴向残余压应力,而周向残余压应力层深度略大于轴向残余压应力层深度。     

面心立方合金的表面层孪晶强化机制

本文利用透射电子显微分析和x射线内应力测定等方法研究了低层错能面心立方合金表面喷丸强化后组织结构变化与疲劳行为之间的关系。着重观察和分析了疲劳过程中强化层内亚结构和内应力的变化情况。结果表明:层错能很低的面心立方合金(不锈钢和α黄铜)经喷丸强化后,表层中存在大量显微变形孪晶;由孪晶构成的栅栏薄层不仅能使表层残余压应力在疲劳应力作用下维持稳定,而且能有效地防止疲劳裂纹在外表面形核,因此,栅栏强化效应是面心立方合金疲劳强度提高的主要原因。     

弹簧钢60Si2Mn脱碳表面的应力分析

弹簧钢60Si2Mn在热处理过程中会发生脱碳.由于脱碳会严重影响零件的使用性能,因此可采用喷丸的方法来提高零件的使用性能,喷丸在材料表面产生的残余应力是二维的.基于此,讨论了喷丸强化对脱碳表层的影响,利用X射线应力分析技术及Mises等效应力法,可测得弹簧钢60Si2Mn脱碳表层在喷丸前后的屈服强度.实验结果表明,喷丸试样的表面屈服强度比未喷丸试样的表面屈服强度有了很大的提高,这说明了喷丸可以改善脱碳零件的性能.     

表面纳米化对高锰钢磨料磨损性能的影响

利用传统的喷丸技术，在高锰钢表面制备出了具有纳米晶结构特征的表层，并利用X射线衍射仪及高分辨透射电子显微镜表征了表面纳米晶的微观组织结构特征．喷丸处理试样的表层晶粒细化至纳米量级，喷丸60min试样的表面晶粒尺寸约为3～8nm．随着喷丸处理时间的增加，试样表面硬度增加，晶粒尺寸减小．利用三体磨料磨损试验机检验了喷丸处理前、后试样的磨料磨损性能，结果表明：喷丸时间为2～30min时，试样的耐磨性随着喷丸时间的增加而增加；喷丸30min试样的耐磨性提高了72％；过长的喷丸时间导致试样产生微裂纹而使耐磨性下降．晶粒细化和硬度提高使磨损机理发生改变，未喷丸处理试样的磨损主要为微观切削，而喷丸处理试样的磨损主要为疲劳剥落，磨损机理的改变使材料的耐磨性提高．     

喷丸处理对1Cr13钢选择氧化的作用

对1Cr13钢进行了不同时间(5,10,20,40 min)的喷丸处理,研究了喷丸处理对1Cr13钢在800℃空气中的抗高温氧化性能。高温氧化实验及表面形貌观察分析发现,喷丸处理形成了一个晶粒细化层,降低了1Cr13钢发生选择氧化所需的临界含量,氧化增重显著降低,氧化膜剥落也有所改善。喷丸处理促进了1Cr13钢表面形成选择性的保护氧化膜,提高了1Cr13钢的抗高温氧化性能,喷丸处理10~20 min的试样抗高温氧化性能最佳。