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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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微动疲劳研究进展 被引量:34
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作者 沈明学 彭金方 +3 位作者 郑健峰 宋川 莫继良 朱旻昊 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期86-91,共6页
介绍了微动疲劳的概念和实验装置,详细综述了微动疲劳的国内外研究现状,全面地分析讨论了微动疲劳的影响因素(接触压力、滑移幅值、实验频率、摩擦力、环境、材料性质)、损伤机理、寿命评估方法和防护措施,并提出了今后研究的展望。
关键词 摩擦磨损 微动摩擦学 微动疲劳
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微动损伤的研究综述 被引量:15
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作者 陶峰 张险峰 +1 位作者 尹明德 欧阳祖行 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期545-551,共7页
论述了微动损伤的概念及对其研究的必要性。对微动损伤研究的两个主要部分即微动损伤的基础研究和防护方法的发展过程进行了论述,尤其对当前的研究现状及所取得的成果做了重点阐述,并说明了一些尚待研究的问题。从微动机理研究、微动... 论述了微动损伤的概念及对其研究的必要性。对微动损伤研究的两个主要部分即微动损伤的基础研究和防护方法的发展过程进行了论述,尤其对当前的研究现状及所取得的成果做了重点阐述,并说明了一些尚待研究的问题。从微动机理研究、微动件结构参数控制、微动疲劳寿命估算、工业应用、防护等几个方面概述了微动损伤研究的发展趋势。 展开更多
关键词 微动磨损 微动腐蚀 微动疲劳 微动损伤
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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
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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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微动损伤对车轴疲劳寿命的影响 被引量:15
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作者 刘伟 何庆复 张云 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第6期115-118,共4页
微动损伤会降低车轴的疲劳强度,缩短疲劳寿命。本文采用模拟轮对,对试验轴进行模拟车轴工况的微动损伤试验。经过1.2×107次循环后卸载,采用扫描电镜分析试验轴磨损面及疲劳断口形貌,X射线电子谱仪分析磨损面的氧化物,... 微动损伤会降低车轴的疲劳强度,缩短疲劳寿命。本文采用模拟轮对,对试验轴进行模拟车轴工况的微动损伤试验。经过1.2×107次循环后卸载,采用扫描电镜分析试验轴磨损面及疲劳断口形貌,X射线电子谱仪分析磨损面的氧化物,X射线衍射仪分析磨屑的成分和物相,显微硬度计被用来测定磨损面下剖面的微区硬度。分析证明,试验轴磨损面有塑性流变、蚀坑和加厚的氧化层,在接触面的应力集中部位有疲劳裂纹,其最初是在微动应力作用下沿着与表面成30°~45°角的方向扩展。 展开更多
关键词 车轴 微动损伤 疲劳 裂纹 列车
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数值方法在微动疲劳研究中的应用进展 被引量:14
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作者 赵华 周仲荣 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期317-320,共4页
对近年来数值方法在微动疲劳机理研究中的应用和进展进行了评述 ,概述了微动疲劳裂纹萌生与扩展的机理 ,指出接触区域的应力分布对微动疲劳性能起决定作用 ;详细介绍了目前接触问题的各种数值计算方法 ;
关键词 微动疲劳 接触应力 数值方法 应力场 裂纹
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喷丸强化因素对Ti合金微动疲劳抗力的作用 被引量:20
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作者 刘道新 何家文 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期156-160,共5页
探讨了喷丸强化(SP)三因素(残余压应力引入、表面粗糙度增大和表面加工硬化)在改善Ti合金微动疲劳(FF)性能中的作用规律和机制.结果表明,SP引入表层残余压应力和导致粗糙度增大均对提高Ti合金FF抗力起重要作用,前... 探讨了喷丸强化(SP)三因素(残余压应力引入、表面粗糙度增大和表面加工硬化)在改善Ti合金微动疲劳(FF)性能中的作用规律和机制.结果表明,SP引入表层残余压应力和导致粗糙度增大均对提高Ti合金FF抗力起重要作用,前者的作用大于后者,且二者之间存在协同作用效应,即SP表面因粗糙度增大而减缓了表层残余压应力的衰减.SP引入的表面残余压应力主要通过增加裂纹闭合力、抑制FF裂纹早期扩展来提高FF抗力.在表面应力集中严重的接触几何条件下,裂纹扩展控制FF过程,此时SP层残余压应力的作用更加显著. 展开更多
关键词 微动疲劳 喷丸强化 残余应力 摩擦磨损 裂纹闭合 钛合金
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微动疲劳寿命的估算方法研究 被引量:11
8
作者 陶峰 欧阳祖行 刘正埙 《机械设计与制造工程》 2001年第6期5-7,共3页
着重分析了零构件由于微动磨损而造成的疲劳失效机制 ,说明了在这种微动疲劳模式下疲劳寿命的组成情况 ,用门槛值应力公式估算了当磨蚀坑根部萌生扩展性裂纹时蚀坑的临界深度尺寸 ,并分析了微动裂纹尖端的应力强度因子 ,得出了计算微动... 着重分析了零构件由于微动磨损而造成的疲劳失效机制 ,说明了在这种微动疲劳模式下疲劳寿命的组成情况 ,用门槛值应力公式估算了当磨蚀坑根部萌生扩展性裂纹时蚀坑的临界深度尺寸 ,并分析了微动裂纹尖端的应力强度因子 ,得出了计算微动裂纹萌生尺寸的表达式 ,最后用上述方法计算了螺纹联接件的微动磨损寿命与裂纹萌生尺寸 ,用局部应力应变法计算了微动裂纹的萌生寿命 ,所得到的估测寿命与试验值相符 ,由此可见 ,该微动疲劳寿命的估测方法是合理的。 展开更多
关键词 微动 微动疲劳 计算方法 磨损 疲劳寿命
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连接螺栓的失效分析 被引量:18
9
作者 王胜霞 窦松柏 +1 位作者 李艳萍 陈学军 《失效分析与预防》 2009年第4期225-228,共4页
某构件进行疲劳性能试验时,连接螺栓发生断裂。通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度及化学成分检测,确定了连接螺栓的断裂性质和原因。结果表明:连接螺栓的断裂性质为微动疲劳;断裂原因是球轴承上由于某种偶然因素形成缺口,导致球... 某构件进行疲劳性能试验时,连接螺栓发生断裂。通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度及化学成分检测,确定了连接螺栓的断裂性质和原因。结果表明:连接螺栓的断裂性质为微动疲劳;断裂原因是球轴承上由于某种偶然因素形成缺口,导致球轴承上裂纹的萌生和扩展,球轴承裂纹的产生使得连接螺栓与球轴承之间的预紧力减小,局部松动而产生不均匀接触,在径向有规律的往复载荷作用下,导致连接螺栓产生微动磨损,进而发生微动疲劳断裂。 展开更多
关键词 连接螺栓 微动磨损 预紧力 微动疲劳
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Ag/Ni多层膜对钛合金微动磨损和微动疲劳抗力的影响 被引量:18
10
作者 刘道新 王振亚 +2 位作者 张晓化 刘国华 唐宾 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期498-504,共7页
为了有效提高钛合金耐微动磨损和抗微动疲劳性能,且避免银脆隐患,在Ti811钛合金表面利用离子辅助磁控溅射沉积技术制备了不同调制周期的Ag/Ni金属多层膜,测试了多层膜的结构、结合强度、显微硬度和韧性,研究了不同调制周期的Ag/Ni多层... 为了有效提高钛合金耐微动磨损和抗微动疲劳性能,且避免银脆隐患,在Ti811钛合金表面利用离子辅助磁控溅射沉积技术制备了不同调制周期的Ag/Ni金属多层膜,测试了多层膜的结构、结合强度、显微硬度和韧性,研究了不同调制周期的Ag/Ni多层膜对钛合金基材微动磨损和微动疲劳抗力的影响,并与纯Ag膜和纯Ni膜进行了对比.结果表明:离子辅助磁控溅射技术可以制备出致密度高、晶粒细致、结合强度高的Ag/Ni多层膜,多层膜的硬度随多层膜调制周期的减小而提高,调制周期小于100 nm时呈现明显的超硬度现象.Ag/Ni多层膜具有良好的减摩润滑作用和抗疲劳性能,能够显著改善Ti811钛合金耐微动磨损和抗微动疲劳性能,改善效果随多层膜调质周期降低而增大. 展开更多
关键词 微动疲劳 微动磨损 多层膜 磁控溅射 钛合金
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微动疲劳研究的现状与展望 被引量:15
11
作者 杨茂胜 陈跃良 +1 位作者 郁大照 胡家林 《强度与环境》 2008年第6期45-54,共10页
微动疲劳普遍存在于航空航天结构中,已成为工业中的癌症。回顾了微动磨擦学的发展历史,阐述了微动疲劳的损伤机理,介绍了微动疲劳试验的原理、方法;重点分析了微动疲劳的裂纹形成寿命及扩展寿命的计算方法,讨论了影响微动疲劳寿命的七... 微动疲劳普遍存在于航空航天结构中,已成为工业中的癌症。回顾了微动磨擦学的发展历史,阐述了微动疲劳的损伤机理,介绍了微动疲劳试验的原理、方法;重点分析了微动疲劳的裂纹形成寿命及扩展寿命的计算方法,讨论了影响微动疲劳寿命的七个主要因素,对飞机结构微动疲劳研究的发展进行了展望。 展开更多
关键词 微动疲劳 疲劳寿命 损伤机制 影响因素
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钛合金的微动疲劳及其防护 被引量:10
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作者 卫中山 王珉 +1 位作者 左敦稳 李亮 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期293-297,共5页
对近年来国内外采用表面技术提高钛合金微动疲劳抗力的研究和进展做了简要的综述 ,分析了微动疲劳的影响因素以及各种表面技术的应用和作用机制。指出采用多种表面技术 ,如表面机械强化、表面涂层和镀膜、高能束处理以及复合表面技术等... 对近年来国内外采用表面技术提高钛合金微动疲劳抗力的研究和进展做了简要的综述 ,分析了微动疲劳的影响因素以及各种表面技术的应用和作用机制。指出采用多种表面技术 ,如表面机械强化、表面涂层和镀膜、高能束处理以及复合表面技术等均可不同程度地改善钛合金的抗微动疲劳性能 。 展开更多
关键词 防护 钛合金 表面技术 表面处理 机械强化 热处理表面涂层 镀膜
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TC4钛合金的微动疲劳行为研究 被引量:16
13
作者 卫中山 王珉 +1 位作者 张明 丁文江 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1050-1052,共3页
研究了TC4钛合金在柱面-平面接触条件下的微动疲劳行为。通过观察微动区的磨损特征和截面形貌,分析了微动疲劳损伤机制,探讨了磨屑的形成与演变过程及其对微动疲劳行为的影响,考察了摩擦系数随时间的变化。结果表明,TC4钛合金微动区的... 研究了TC4钛合金在柱面-平面接触条件下的微动疲劳行为。通过观察微动区的磨损特征和截面形貌,分析了微动疲劳损伤机制,探讨了磨屑的形成与演变过程及其对微动疲劳行为的影响,考察了摩擦系数随时间的变化。结果表明,TC4钛合金微动区的损伤机制以粘着磨损、磨粒磨损和接触疲劳为主,并伴有氧化磨损。磨屑是基体材料脱落、破碎、氧化形成的,磨屑中的硬质氧化物颗粒促进了合金表面的磨粒磨损,加速了疲劳失效。 展开更多
关键词 TC4钛合金 微动疲劳 磨屑
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微动磨损对过盈配合结构微动疲劳性能的影响 被引量:15
14
作者 张远彬 鲁连涛 +1 位作者 宫昱滨 曾东方 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期495-502,共8页
在考虑微动磨损的前提下,基于SWT临界平面法和线性累计损伤模型建立了过盈配合结构微动疲劳的寿命预测模型,并详细研究了微动磨损对过盈配合结构微动疲劳性能的影响.结果表明:考虑微动磨损的作用时,微动疲劳的预测结果更加准确;微动磨... 在考虑微动磨损的前提下,基于SWT临界平面法和线性累计损伤模型建立了过盈配合结构微动疲劳的寿命预测模型,并详细研究了微动磨损对过盈配合结构微动疲劳性能的影响.结果表明:考虑微动磨损的作用时,微动疲劳的预测结果更加准确;微动磨损显著降低了配合边缘处的应力集中现象,提高了过盈配合结构的微动疲劳寿命;由于微动磨损的作用,配合边缘处的SWT参数逐渐降低,且其最大值出现的位置由配合最边缘逐渐向着配合内部移动,与此同时,临界平面上的法向应力平均值逐渐增大,两者的变化共同导致微动疲劳裂纹萌生位置向着配合内部移动. 展开更多
关键词 微动磨损 临界平面法 过盈配合 微动疲劳
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轮轴过盈配合面损伤分析及对策 被引量:15
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作者 黄梦妮 曾飞 周仲荣 《铁道机车车辆》 北大核心 2010年第3期20-25,共6页
轮轴过盈配合面的微动损伤常常导致车轴产生裂纹甚至断裂,为了避免以往用高压退轮的方法带来的2次损伤,采用原位剖切的方法,将车轴与轮毂配合分离来观察分析轮座表面损伤的基体特征。结合对配合面的显微观测和力学分析对损伤进行分析,... 轮轴过盈配合面的微动损伤常常导致车轴产生裂纹甚至断裂,为了避免以往用高压退轮的方法带来的2次损伤,采用原位剖切的方法,将车轴与轮毂配合分离来观察分析轮座表面损伤的基体特征。结合对配合面的显微观测和力学分析对损伤进行分析,结果表明:在复杂的载荷作用下,RD2型车轮与车轴轮座接触边缘发生复合微动,配合面的2个接触边缘存在一个宽度约20 mm环状磨损区域,并伴有微裂纹的形成,破坏特征完全符合微动疲劳磨损机制。评述和比较了现有的车轴抗微动损伤的措施,并提出了自己的建议,对深入研究车轴损伤机制及预防措施提供理论基础。 展开更多
关键词 车轮/轴配合 损伤机制 微动疲劳
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抗微动损伤的表面工程设计 被引量:9
16
作者 朱旻昊 徐进 周仲荣 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2007年第6期5-10,共6页
针对内燃机车16V280ZJ型柴油机连杆的微动损伤,在失效分析和接触力学分析的基础上,进行了表面工程技术可行性方案的比较,确定了固体润滑涂层的表面处理方案。研究采用了极图法,对粘接MoS2、粘接石墨、粘接PTFE和电刷镀Pb/Ni等4种涂层的... 针对内燃机车16V280ZJ型柴油机连杆的微动损伤,在失效分析和接触力学分析的基础上,进行了表面工程技术可行性方案的比较,确定了固体润滑涂层的表面处理方案。研究采用了极图法,对粘接MoS2、粘接石墨、粘接PTFE和电刷镀Pb/Ni等4种涂层的性能和微动特性进行了定量比较,结果表明,粘接MoS2涂层具有最佳的抗微动损伤特性。实际应用表明,经表面工程设计选择的涂层显著提高了连杆部件的使用寿命。 展开更多
关键词 微动损伤 微动磨损 微动疲劳 表面工程设计 固体润滑涂层
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Ti811合金的高温微动疲劳行为 被引量:12
17
作者 高广睿 刘道新 张晓化 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期38-43,共6页
利用高频疲劳实验机和自制高温微动疲劳装置, 研究了温度、位移幅度、接触压力等因素在对Ti811钛合金高温微动疲劳(FF)行为的影响, 并通过形态特征分析, 研究了微动疲劳的失效机理。结果表明: 350 ℃和500℃的高温下, Ti811合金微动疲... 利用高频疲劳实验机和自制高温微动疲劳装置, 研究了温度、位移幅度、接触压力等因素在对Ti811钛合金高温微动疲劳(FF)行为的影响, 并通过形态特征分析, 研究了微动疲劳的失效机理。结果表明: 350 ℃和500℃的高温下, Ti811合金微动疲劳敏感性较高, 且随着温度的升高, 微动疲劳的敏感性增强, 蠕变是高温下Ti811合金FF失效的重要影响因素; FF的寿命随着接触压力和位移幅度的变化均呈现出非单调的变化规律, 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度大小, 进而影响 FF裂纹萌生几率和扩展驱动力; 位移幅度变化影响了疲劳应力因素和磨损在FF过程中所起作用和机制。 展开更多
关键词 微动疲劳 高温 钛合金 磨损 蠕变
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确定微动疲劳寿命的附加应力法 被引量:9
18
作者 何明鉴 张德志 《航空发动机》 2003年第3期27-29,共3页
通过引进新的微动疲劳参数 ,对微动疲劳寿命进行定量分析。将微动作用的效果作为一种附加应力 ,与普通力学分析中得到的宏观应力一起作为总应力作用于构件。用这个总应力按疲劳寿命计算公式或对照疲劳寿命S -N曲线得到疲劳寿命 ,这个疲... 通过引进新的微动疲劳参数 ,对微动疲劳寿命进行定量分析。将微动作用的效果作为一种附加应力 ,与普通力学分析中得到的宏观应力一起作为总应力作用于构件。用这个总应力按疲劳寿命计算公式或对照疲劳寿命S -N曲线得到疲劳寿命 ,这个疲劳寿命就是微动疲劳寿命。这种方法称为附加应力法。 展开更多
关键词 微动疲劳寿命 附加应力法 计算 微动磨损
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加弧辉光离子渗NiCr与喷丸强化复合处理对钛合金微动疲劳性能的影响研究 被引量:13
19
作者 刘道新 唐宾 +1 位作者 潘俊德 何家文 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期81-85,共5页
研究了钛合金表面加弧辉光离子渗 Ni Cr层的相组成和分布 ,对 Ni Cr渗层进行喷丸形变强化后处理 ,以协同提高钛合金耐微动疲劳性能 .研究结果表明 :利用加弧辉光离子渗技术可以获得由 Ni3Ti金属间化合物等组成的渗镀复合层 ,从而提高钛... 研究了钛合金表面加弧辉光离子渗 Ni Cr层的相组成和分布 ,对 Ni Cr渗层进行喷丸形变强化后处理 ,以协同提高钛合金耐微动疲劳性能 .研究结果表明 :利用加弧辉光离子渗技术可以获得由 Ni3Ti金属间化合物等组成的渗镀复合层 ,从而提高钛合金的表面硬度和耐磨性能 ;Ni Cr渗层的耐磨性能与喷丸强化引入的表面残余压应力协同作用 ,使钛合金经加弧辉光离子渗 Ni Cr和喷丸形变强化复合处理后的耐微动疲劳性能较单一喷丸强化处理更好 . 展开更多
关键词 等离子表面合金化 辉光放电 弧光放电 喷丸强化 钛合金 微动疲劳
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多轴复杂应力形式下TB6高强钛合金耳片的微动疲劳断裂研究 被引量:12
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作者 孔焕平 姜涛 +2 位作者 刘昌奎 应少军 赵凯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第14期14134-14139,共6页
本实验研究了TB6高强钛合金在拉-扭多轴应力条件下的微动疲劳断裂机理,并结合宏微观观察、残余应力测试、计算机模拟分析了不同工艺条件的耳片在拉-扭疲劳试验应力下的微动疲劳寿命差异,研究了微动疲劳裂纹的萌生及扩展特性,揭示了耳片... 本实验研究了TB6高强钛合金在拉-扭多轴应力条件下的微动疲劳断裂机理,并结合宏微观观察、残余应力测试、计算机模拟分析了不同工艺条件的耳片在拉-扭疲劳试验应力下的微动疲劳寿命差异,研究了微动疲劳裂纹的萌生及扩展特性,揭示了耳片裂纹萌生机制。结果表明:二次挤压耳片的断口扩展区面积比例较大,说明其拉-扭疲劳扩展更为充分。经二次挤压后,耳片的拉-扭微动疲劳总寿命得到延长,且裂纹萌生寿命均占总寿命的95%以上;二次挤压后耳片的裂纹萌生驱动力较低,呈现较高的裂纹萌生抗力。各断口均起源于耳片内孔微动磨损印迹较重处,大面积连续片状的微动磨损印迹表明二次挤压后的钛合金微动疲劳敏感性大大降低。经挤压强化后,孔壁形成了较高幅值的残余压应力层和组织强化层,可以有效地抑制裂纹的萌生和扩展。耳片内孔微动磨损层的形成是机械诱导机制和热诱导机制共同作用的结果,其最终磨损形式为疲劳磨损。 展开更多
关键词 多轴复杂应力 微动疲劳 裂纹萌生抗力 微动磨损 疲劳磨损
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