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喷丸表面改性技术的研究进展 被引量:72
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作者 栾伟玲 涂善东 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第15期1405-1409,共5页
喷丸具有操作简单、耗能少、效率高、适应面广等优点,是金属材料表面改性的有效方法。综述了喷丸表面改性技术的最新进展,介绍了利用微粒冲击和微粒镶嵌镀膜提高材料的耐磨性能、通过高能和超声喷丸实现金属表面纳米化及简化氮化工艺的... 喷丸具有操作简单、耗能少、效率高、适应面广等优点,是金属材料表面改性的有效方法。综述了喷丸表面改性技术的最新进展,介绍了利用微粒冲击和微粒镶嵌镀膜提高材料的耐磨性能、通过高能和超声喷丸实现金属表面纳米化及简化氮化工艺的研究结果,总结了喷丸力学分析的现状,提出在喷丸技术领域今后应加强材料力学性能的研究,获得能够直接服务于工艺的工程计算方法,以开拓新的应用领域。 展开更多
关键词 喷丸 微粒冲击 微粒镶嵌镀膜 高能/超声喷丸 动态仿真
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SS400钢对接接头表面纳米化及其对疲劳强度的影响 被引量:45
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作者 李东 陈怀宁 +2 位作者 刘刚 卢柯 林泉洪 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期18-21,共4页
采用高能喷丸技术对SS4 0 0钢对接接头的表面进行处理 ,利用X射线衍射和透射电镜对表层进行结构表征 ,并测量了对接接头表层硬度、残余应力和疲劳强度的变化。结果表明 ,高能喷丸处理可以在对接接头的表面形成尺寸均匀、晶粒取向呈随机... 采用高能喷丸技术对SS4 0 0钢对接接头的表面进行处理 ,利用X射线衍射和透射电镜对表层进行结构表征 ,并测量了对接接头表层硬度、残余应力和疲劳强度的变化。结果表明 ,高能喷丸处理可以在对接接头的表面形成尺寸均匀、晶粒取向呈随机分布的纳米晶组织 ,从而消除了对接接头表层组织的不均匀性 ;纳米结构表层的硬度明显高于心部 ,其内部残余应力为压应力。这种压应力纳米强化层可以明显地提高对接接头的疲劳性能。 展开更多
关键词 SS400钢 对接接头 表面纳米化 疲劳强度
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高压水射流喷丸强化技术 被引量:43
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作者 董星 段雄 《表面技术》 EI CAS CSCD 2005年第1期48-49,共2页
 基于组织结构和力学行为分析了高压水射流喷丸强化的机理,给出了各种射流形式喷丸强化的作用效果,提出了前混合水射流和前混合自激振荡水射流喷丸强化的新方法。研究表明,高压水射流喷丸强化技术先进、优势明显,具有广阔的应用前景。
关键词 水射流 喷丸强化 疲劳强度 表面改性
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TC18超高强度钛合金喷丸残余压应力场的研究 被引量:48
4
作者 高玉魁 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1209-1212,共4页
采用 X 射线衍射及相应交相关定峰法,通过电解抛光逐层测定了 TC18 超高强度钛合金喷丸的残余压应力,并分析了残余压应力场的特征及规律,同时研究了在交变应力和温度下残余压应力的松弛,结果表明,残余压应力场中的最大值为材料的本征参... 采用 X 射线衍射及相应交相关定峰法,通过电解抛光逐层测定了 TC18 超高强度钛合金喷丸的残余压应力,并分析了残余压应力场的特征及规律,同时研究了在交变应力和温度下残余压应力的松弛,结果表明,残余压应力场中的最大值为材料的本征参数,它与喷丸强化工艺无关,这对超高强度钛合金喷丸工艺的制定和应用具有重要意义。 展开更多
关键词 TC18钛合金 超高强度 喷丸 残余应力
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微动疲劳影响因素及钛合金微动疲劳行为 被引量:44
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作者 刘道新 何家文 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期454-457,共4页
综述了影响材料微动疲劳 ( FF)行为的各因素及其相互联系 ,通过实验探讨了接触压力、位移幅度、接触几何及残余应力状态等重要因素对 Ti6Al4 V合金 FF行为的影响规律及交互作用。结果表明 ,钛合金 FF寿命随接触压力和位移幅度的变化均... 综述了影响材料微动疲劳 ( FF)行为的各因素及其相互联系 ,通过实验探讨了接触压力、位移幅度、接触几何及残余应力状态等重要因素对 Ti6Al4 V合金 FF行为的影响规律及交互作用。结果表明 ,钛合金 FF寿命随接触压力和位移幅度的变化均是非单调性的 ,原因是名义接触压力的变化改变了接触区应力分布、应力集中状况和微动位移幅 ,从而影响裂纹的萌生几率 ,而位移幅影响了疲劳和磨损因素在 FF过程中的作用主次。接触几何则通过改变接触区应力集中状况而影响裂纹萌生几率的大小。残余压应力主要抑制 FF裂纹扩展 ,在部分滑动条件下它对提高钛合金 展开更多
关键词 微动疲劳 微动磨损 航空结构 钛合金 喷丸强化 残余应力 影响因素 FF行为
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喷丸对Ti-10V-2Fe-3Al钛合金拉拉疲劳性能的影响 被引量:38
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作者 高玉魁 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期60-63,共4页
研究了高强度钛合金Ti 10V 2Fe 3Al表面喷丸强化所产生的表面形貌、表面粗糙度、表面残余应力和表面层残余压应力场变化及喷丸对其拉拉疲劳性能的影响。结果表明:喷丸强化可使Ti 10V 2Fe 3A钛合金的表面粗糙度减小和表面层产生一定深度... 研究了高强度钛合金Ti 10V 2Fe 3Al表面喷丸强化所产生的表面形貌、表面粗糙度、表面残余应力和表面层残余压应力场变化及喷丸对其拉拉疲劳性能的影响。结果表明:喷丸强化可使Ti 10V 2Fe 3A钛合金的表面粗糙度减小和表面层产生一定深度的残余压应力场,喷丸强化引起的表面完整性的改善显著提高了疲劳性能。疲劳试验结果证实了喷丸强化不仅可以显著延长高强度钛合金Ti 10V 2Fe 3Al的拉拉高周疲劳寿命,而且可使1×107周次下的疲劳极限提高约30%,且表面喷丸强化后疲劳裂纹源由多个变为一个。 展开更多
关键词 钛合金 疲劳性能 喷丸强化 表面形貌 表面粗糙度 残余应力
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不同表面改性强化处理对TC4钛合金表面完整性及疲劳性能的影响 被引量:41
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作者 高玉魁 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期915-922,共8页
对TC4钛合金进行了喷丸强化、激光冲击强化和低塑性抛光3种表面强化改性处理,测定了不同表面改性处理下的表面粗糙度、显微硬度、残余应力及微观组织,研究了不同表面改性处理下的旋转弯曲疲劳性能,利用SEM观察分析了疲劳断口特征,提出... 对TC4钛合金进行了喷丸强化、激光冲击强化和低塑性抛光3种表面强化改性处理,测定了不同表面改性处理下的表面粗糙度、显微硬度、残余应力及微观组织,研究了不同表面改性处理下的旋转弯曲疲劳性能,利用SEM观察分析了疲劳断口特征,提出了表面强化改性机理和效果评价方法.结果表明,喷丸强化、激光冲击强化和低塑性抛光3种表面强化改性处理后,TC4钛合金的旋转弯曲疲劳寿命提高,疲劳强度也大幅度提升,而且疲劳裂纹位于表面强化层下的次表层;对于未表面强化改性处理的TC4钛合金,疲劳裂纹位于表面.基于位错理论,对次表层裂纹萌生抗力和疲劳强度进行了分析并给出了定量分析模型. 展开更多
关键词 TC4钛合金 喷丸强化 激光冲击强化 低塑性抛光 表面完整性 疲劳
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飞机结构件紧固孔强化技术综述 被引量:39
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作者 钱晓明 姜银方 +1 位作者 管海兵 李志飞 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期749-753,共5页
对紧固孔强化处理,以提高飞机结构件在交变载荷作用下的疲劳寿命。基于紧固孔强化技术的发展现状,从强化机制、实施方法、强化效果、存在的问题和应用场合等方面,对冷挤压、干涉配合、滚压、机械喷丸和激光冲击强化五种飞机结构件紧固... 对紧固孔强化处理,以提高飞机结构件在交变载荷作用下的疲劳寿命。基于紧固孔强化技术的发展现状,从强化机制、实施方法、强化效果、存在的问题和应用场合等方面,对冷挤压、干涉配合、滚压、机械喷丸和激光冲击强化五种飞机结构件紧固孔强化技术进行分析比较。分析认为,五种强化技术都各自存在突出问题,激光冲击强化技术优势明显。传统的强化技术仍将在未来的一段时间内作为飞机结构疲劳断裂设计的基本的强化工艺;激光冲击强化技术由于处理方式的环保性和突出的强化效果,在提高小孔疲劳寿命方面具有巨大潜力。 展开更多
关键词 紧固孔强化 冷挤压 干涉配合 滚压 机械喷丸 激光冲击强化
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残余应力测试分析技术 被引量:29
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作者 宋俊凯 黄小波 高玉魁 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期75-82,共8页
对残余应力的测试在学术研究和工程应用中越来越重要,是获取零件服役条件以及工艺制造的应力状态的重要方法,可以为零件寿命的预测和制造工艺的控制等提供重要的参考。目前,残余应力的测试方法多样。介绍了残余应力的测试方法及其所能... 对残余应力的测试在学术研究和工程应用中越来越重要,是获取零件服役条件以及工艺制造的应力状态的重要方法,可以为零件寿命的预测和制造工艺的控制等提供重要的参考。目前,残余应力的测试方法多样。介绍了残余应力的测试方法及其所能达到的测试层深,以及几种新型的残余应力的测试方法及其适用的范围;阐述了残余应力的定义和形成机理,并对引入残余应力的常见表面形变强化工艺进行了分析,介绍了不同的工艺下形成的残余应力的特征;最后,指出了对目前残余应力测试和研究中存在的问题和发展趋势,提出了三维原位无损分析、残余应力和模拟相结合的跨学科系统研究以及形成相关的大数据库平台系统将是未来发展的方向。 展开更多
关键词 残余应力 表面强化 喷丸 激光冲击强化 疲劳 X射线衍射
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高强度钢喷丸强化残余压应力场特征 被引量:25
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作者 高玉魁 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期42-44,共3页
对高强度钢不同喷丸强化规范下引入的残余压应力场进行了深入研究 ,归纳了喷丸强化残余压应力场的特征 ,总结了工程上实用的喷丸残余压应力场规律并澄清了一些错误认识。
关键词 超高强度钢 喷丸 残余应力
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表面强化件的疲劳强度分析及金属的内部疲劳极限 被引量:27
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作者 姚枚 王声平 +2 位作者 李金魁 王仁智 李向斌 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1993年第11期A511-A519,共9页
本文通过对喷丸、渗氮及碳氮共渗试样疲劳行为的研究,提出了金属内部疲劳极限的概念,指出内部疲劳极限约为表面疲劳极限(一般意义上的疲劳极限)的1.35倍。
关键词 表面强化 疲劳强度 分析 金属材料
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喷丸强化与表面完整性对300M钢疲劳性能的影响 被引量:30
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作者 李瑞鸿 刘道新 +3 位作者 张炜 李轩 乔明杰 夏明莉 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第9期1418-1423,共6页
为提高300M超高强度钢疲劳抗力,研究了喷丸强度、喷丸覆盖率及表面完整性对300M钢疲劳性能的影响规律,利用X射线衍射仪、表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等,测试和分析了喷丸强化对300M钢表面残余应力场、表面粗糙度、表... 为提高300M超高强度钢疲劳抗力,研究了喷丸强度、喷丸覆盖率及表面完整性对300M钢疲劳性能的影响规律,利用X射线衍射仪、表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等,测试和分析了喷丸强化对300M钢表面残余应力场、表面粗糙度、表面损伤及表面加工硬化的影响规律,探讨了喷丸强化对300M钢疲劳抗力的作用机制。结果表明:喷丸强化改善300M钢的疲劳抗力的效果与喷丸强度、喷丸覆盖率之间的关系不是单调变化规律,并非喷丸强度或喷丸覆盖率越高强化效果越好,而是存在较佳的喷丸强化参数范围,此条件下表面完整性高,疲劳抗力亦高。在喷丸强化工艺参数选取时,不宜盲目地追求过高的喷丸强度或喷丸覆盖率,而忽视金属材料的表面完整性。 展开更多
关键词 300M钢 喷丸强化 表面完整性 疲劳性能
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7075铝合金喷砂表面残余应力在疲劳过程中的松弛规律 被引量:28
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作者 胡永会 吴运新 郭俊康 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第18期24-27,共4页
对7075高强铝合金进行喷砂强化,采用X射线衍射法研究循环载荷作用下疲劳过程中喷砂表面残余应力的松弛规律。结果表明,残余应力的松弛主要发生在疲劳过程开始的100个周期内,其中大幅度松弛发生在初始10个周期内,1000次循环后残余应力基... 对7075高强铝合金进行喷砂强化,采用X射线衍射法研究循环载荷作用下疲劳过程中喷砂表面残余应力的松弛规律。结果表明,残余应力的松弛主要发生在疲劳过程开始的100个周期内,其中大幅度松弛发生在初始10个周期内,1000次循环后残余应力基本稳定。不同应力水平下的松弛行为表明,循环应力达到疲劳极限以上时,残余应力松弛的幅度和速率都较大。经过150℃×2h保温处理的试样其表面残余应力显著降低,且疲劳过程中应力松弛的幅度和速率都降低。表面喷丸或喷砂强化试样大多在表面强化层下的拉应力区域产生裂纹,疲劳累积损伤理论也表明疲劳损伤是可以累加的,故表面存在一定数值的残余压应力并不能说明试样没有发生疲劳损伤,工程上不能只依据表面残余应力来判定材料的疲劳性能。 展开更多
关键词 喷砂强化 残余应力 疲劳 应力松弛 疲劳累积损伤
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喷丸强化对0Cr13Ni8Mo2Al钢疲劳性能的影响 被引量:25
14
作者 高玉魁 殷源发 +1 位作者 李向斌 刘天琦 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第12期46-48,共3页
研究了表面喷丸强化后表面残余应力、表面粗糙度和表面层残余压应力场对 0 Cr13Ni8Mo2 Al钢疲劳性能的影响。结果表明 :0 Cr13Ni8Mo2 Al钢经喷丸强化后 ,在表面层残余压应力场的作用下疲劳裂纹源由表面被“驱赶”到表面强化层下 。
关键词 喷丸强化 0Cr13Ni8Mo2Al钢 疲劳性能 残余应力 疲劳裂纹源 表面处理
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喷丸处理提高奥氏体耐热钢抗氧化性能的研究及应用 被引量:27
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作者 岳增武 李辛庚 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期157-162,共6页
在650℃的水蒸气中对喷丸处理和未经喷丸处理的TP304H钢和Super304H钢的氧化行为进行了研究。使用GIXRD,SEM和EDX对氧化膜进行了分析。结果表明,喷丸使TP304H和Super304钢的抗氧化性能显著提高。TP304H钢经喷丸处理后提高抗氧化性能的... 在650℃的水蒸气中对喷丸处理和未经喷丸处理的TP304H钢和Super304H钢的氧化行为进行了研究。使用GIXRD,SEM和EDX对氧化膜进行了分析。结果表明,喷丸使TP304H和Super304钢的抗氧化性能显著提高。TP304H钢经喷丸处理后提高抗氧化性能的效果优于Super304H钢。喷丸在奥氏体钢表面产生的超细晶粒和滑移带促进了Cr向表面扩散并形成富Cr的氧化物。喷丸诱发的马氏体对Cr的扩散及氧化行为也起着重要作用。对经内壁喷丸处理和未处理的TP304H钢制成的锅炉再热器管,在实际工况下服役7474 h后,经过内壁喷丸处理的TP304H钢管,内壁氧化膜的厚度只有未喷丸管子氧化膜厚度的约3%。实验室短期试验及实际应用均表明,传统钢材TP304H制成的锅炉管,内壁进行喷丸处理是提高抗水蒸气氧化性能的有效途径。 展开更多
关键词 TP304H钢 SUPER304H钢 喷丸 马氏体 氧化
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喷丸对TC18钛合金拉-拉疲劳性能的影响 被引量:26
16
作者 高玉魁 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期1000-1002,共3页
分析了TC18钛合金表面喷丸强化所产生的表面形貌、表面粗糙度、表面残余应力和表面层残余压应力场变化及喷丸对拉-拉疲劳性能的影响,并用疲劳裂纹萌生的微细观过程理论合理解释了拉-拉疲劳极限的提高。结果表明:喷丸强化不仅能够明显延... 分析了TC18钛合金表面喷丸强化所产生的表面形貌、表面粗糙度、表面残余应力和表面层残余压应力场变化及喷丸对拉-拉疲劳性能的影响,并用疲劳裂纹萌生的微细观过程理论合理解释了拉-拉疲劳极限的提高。结果表明:喷丸强化不仅能够明显延长TC18钛合金的高周疲劳寿命,且能使1×107周次下的疲劳极限提高27%。 展开更多
关键词 TC18钛合金 疲劳 喷丸 残余应力
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工业纯钛喷丸强化研究 被引量:19
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作者 张建斌 马勤 +2 位作者 樊丁 周琦 王静宜 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期365-368,共4页
采用 TEM结合 SEM和 XRD对工业纯钛喷丸强化后显微组织结构、断口形貌、残余应力进行分析 ,研究了影响疲劳性能的 3个因素即 :组织、应力、粗糙度。结果发现 :孪生是六方合金的塑性变形主要形式 ,喷丸强化表层形变组织由孪晶和变形带构... 采用 TEM结合 SEM和 XRD对工业纯钛喷丸强化后显微组织结构、断口形貌、残余应力进行分析 ,研究了影响疲劳性能的 3个因素即 :组织、应力、粗糙度。结果发现 :孪生是六方合金的塑性变形主要形式 ,喷丸强化表层形变组织由孪晶和变形带构成 ,表层孪晶间强烈交互作用 ,可造成显微损伤 ;表层残余应力在疲劳后发生明显松驰 ,有益贡献也相应的降低 ;表面粗糙度提高 。 展开更多
关键词 喷丸强化 变形孪晶 残余应力 工业纯钛
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钛合金表面离子束增强沉积MoS_2基膜层及其性能 被引量:16
18
作者 刘道新 唐宾 +1 位作者 陈华 何家文 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期454-460,共7页
将离子束增强沉积 (IBED)技术与离子束溅射沉积技术相结合 ,在钛合金表面制备了MoS2 ,MoS2 Ti复合膜。研究了膜层的形态、结构、膜基结合强度、硬度、摩擦学性能及抗微动 (fretting)损伤性能。结果表明 :所获膜层较纯溅射膜结合强度高... 将离子束增强沉积 (IBED)技术与离子束溅射沉积技术相结合 ,在钛合金表面制备了MoS2 ,MoS2 Ti复合膜。研究了膜层的形态、结构、膜基结合强度、硬度、摩擦学性能及抗微动 (fretting)损伤性能。结果表明 :所获膜层较纯溅射膜结合强度高、致密性好 ,复合膜中允许的金属元素含量大。通过恰当地控制复合膜中Ti的含量 ,可获得以 (0 0 2 )基面择优取向的MoS2 Ti复合膜 ,该膜层有较好的减摩和抗磨综合性能 ,能够显著地改善钛合金的常规磨损、微动磨损 (FW )和微动疲劳 (FF)性能 ,特别是在磨损严重的大位移整体滑移条件下 ,MoS2 Ti复合膜对钛合金FF抗力的提高作用可大于喷丸形变强化处理。 展开更多
关键词 钛合金 离子束增强沉积 MoS2复合膜 磨擦磨损 微动疲劳 喷丸强化
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表面形变处理对32Cr3MoVA钢渗氮层组织和性能的影响 被引量:20
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作者 高玉魁 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期74-76,共3页
测定了 32Cr3MoVA钢渗氮层的硬度分布、渗层深度和表面的相组成 ,对比了表面层形变后渗氮和表面未形变直接渗氮试样的组织和力学性能。结果表明 ,表面层形变后再渗氮可使渗氮层深度从0 .34mm增加到 0 .6 1mm ,表面层的显微硬度从 730HV... 测定了 32Cr3MoVA钢渗氮层的硬度分布、渗层深度和表面的相组成 ,对比了表面层形变后渗氮和表面未形变直接渗氮试样的组织和力学性能。结果表明 ,表面层形变后再渗氮可使渗氮层深度从0 .34mm增加到 0 .6 1mm ,表面层的显微硬度从 730HV增加到 84 0HV ;X射线衍射分析表明 ,表面层形变后渗氮层表面的组织主要为体积分数 72 .6 %的Fe3N和 2 7.4 %的Fe4 N ,而表面未形变直接渗氮试样的表面组织为体积分数为 17.4 %的Fe3N和 82 .6 %的Fe2 4 N1 0 。 展开更多
关键词 表面形变 喷丸 渗氮 显微硬度 组织结构
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TC4钛合金激光冲击强化与喷丸强化的残余应力模拟分析 被引量:22
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作者 蒋聪盈 黄露 +2 位作者 王婧辰 高玉魁 仲政 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期5-9,52,共6页
目的通过对激光冲击强化和喷丸强化后的试样进行残余应力测试分析,得出两种工艺在残余应力形成机理、残余应力层深以及残余应力均匀性等方面的差异。方法一方面采用有限元方法模拟激光冲击强化及喷丸强化的过程,将材料在两种强化冲击下... 目的通过对激光冲击强化和喷丸强化后的试样进行残余应力测试分析,得出两种工艺在残余应力形成机理、残余应力层深以及残余应力均匀性等方面的差异。方法一方面采用有限元方法模拟激光冲击强化及喷丸强化的过程,将材料在两种强化冲击下的响应进行对比,研究残余应力的形成过程,并对残余应力场的分布规律进行总结分析。另一方面,分别用两种强化技术处理TC4钛合金的表面,并用剥层X射线衍射实验测试材料表层的残余应力。最后将实验结果与测试结果进行对比,验证有限元模拟的有效性。结果当这两种强化效果产生-500 MPa的表面平均残余应力时,激光冲击强化后的TC4钛合金表层残余压应力层深度可达0.6 mm以上,而喷丸强化后的TC4钛合金表层残余压应力层深度只有0.15 mm左右。结论由于诱发材料塑性变形的机制不同,激光冲击强化往往能获得比喷丸强化更好的残余压应力深度,同时激光冲击强化的材料的表面残余应力分布也比喷丸强化的材料更均匀。 展开更多
关键词 激光冲击强化 喷丸强化 表层改性 数值模拟 残余应力 延寿
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