表面滚压处理对EA4T车轴钢疲劳性能的影响

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作者 刘里根 高杰维 +1 位作者 肖棚 韩靖 《工具技术》 北大核心 2023年第2期27-32,共6页

表面强化可提高高速列车车轴疲劳性能,延长使用寿命。对广泛应用于高速列车的EA4T车轴钢表面进行滚压处理,使用激光共聚焦显微镜表征表面形貌和粗糙度;借助光学显微镜分析滚压处理前后试样的显微组织,并采用EBSD测试滚压试样表层晶粒尺... 表面强化可提高高速列车车轴疲劳性能,延长使用寿命。对广泛应用于高速列车的EA4T车轴钢表面进行滚压处理,使用激光共聚焦显微镜表征表面形貌和粗糙度;借助光学显微镜分析滚压处理前后试样的显微组织,并采用EBSD测试滚压试样表层晶粒尺寸;采用显微硬度计测试强化层显微硬度分布并与未处理试样进行对比,采用X射线衍射残余应力分析仪分析其残余应力分布;基于旋转弯曲疲劳试验和扫描电子显微镜下的断口观测分析试样的疲劳性能。研究结果显示:滚压强化后,试样表层发生塑性变形,表面质量得到改善,且形成厚度约为400μm的硬化层,表层产生纳米晶;显微硬度提高了29%,表面最大残余应力为-576MPa,试样显微硬度和残余应力变化趋势一致,均为从表面向心部减小;滚压试样疲劳强度增幅为28%。试验结果表明,滚压是车轴延长寿命的一种有效方式。 展开更多

关键词 EA4T车轴钢 表面滚压处理 残余应力 疲劳性能

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一种新型液压千斤顶油缸滚压加工装置的设计 被引量：1

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作者 陈华 阙燚彬 《大众科技》 2015年第5期53-54,共2页

采用滚压加工原理,优化了液压千斤顶油缸的加工技术,研究设计了一种液压千斤顶油缸滚压加工装置,使用该装置加工的油缸表面粗糙度能达到设计要求,并且使油缸内孔表面形成了压应力。

关键词 千斤顶油缸 滚压加工 加工装置 压应力

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40Cr超声表面滚压加工纳米化 被引量：64

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作者 王婷 王东坡 +2 位作者 刘刚 龚宝明 宋宁霞 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期177-183,共7页

采用超声表面滚压(Ultrasonic surface rolling extrusion,USRE)加工方法对调质态40Cr轴进行处理。通过对处理表层进行微观结构观察发现:该加工方法既可以使表层纳米晶粒细化至3～7nm,还可以使表面粗糙度水平降至0.05μm;USRE样品表面... 采用超声表面滚压(Ultrasonic surface rolling extrusion,USRE)加工方法对调质态40Cr轴进行处理。通过对处理表层进行微观结构观察发现:该加工方法既可以使表层纳米晶粒细化至3～7nm,还可以使表面粗糙度水平降至0.05μm;USRE样品表面附近区域形成了厚度约为200μm的流变组织,且晶粒尺寸沿厚度方向呈现梯度分布。力学性能测试证明:USRE试件表面显微硬度提高了63%,表面残余应力最高为-846MPa,压缩应力层深度可达1mm以上。摩擦磨损对比试验表明:USRE方法能够降低金属表面摩擦因数,提高其抗磨损性能。 展开更多

关键词 超声表面滚压加工 40Cr 微观结构 纳米晶粒 力学性能

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表面超声滚压处理工艺对高速列车车轴钢表面状态的影响 被引量：38

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作者 陈利钦 项彬 +2 位作者 任学冲 刘鑫贵 林国标 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期96-101,共6页

为提高高速列车车轴钢的疲劳性能,对车轴钢EA4T进行了表面超声滚压处理(SURP)。综合运用了粗糙度测量仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射应力分析仪、显微硬度仪以及金相显微镜研究了表面超声滚压处理工艺参数中静压力和进给速度对高... 为提高高速列车车轴钢的疲劳性能,对车轴钢EA4T进行了表面超声滚压处理(SURP)。综合运用了粗糙度测量仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射应力分析仪、显微硬度仪以及金相显微镜研究了表面超声滚压处理工艺参数中静压力和进给速度对高速列车车轴钢表面粗糙度、表面残余应力状态、表层显微硬度及微观组织的影响规律。结果表明:在试验参数范围内,静压力和进给速度越低,车轴钢的表面粗糙度越低;SURP后,试样表面轴向残余压应力得到大幅度提高,并且随着静压力的增加而增加,随着进给速度的增加而减小;表面硬度以及塑性变形层厚度随两参数的变化规律与残余应力的变化规律相似。 展开更多

关键词 表面超声滚压处理 表面粗糙度 残余应力 显微硬度 微观组织

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超声表面滚压加工参数对40Cr表面粗糙度的影响 被引量：33

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作者 王婷 王东坡 +2 位作者 沈煜 龚宝明 邓彩艳 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期168-172,共5页

研究了超声表面滚压加工各种加工参数对供货态40Cr轴表面粗糙度的影响.采用表面粗糙度分析仪对初始及加工表面进行测定,并使用显微硬度计测量该技术对40Cr表层沿深度方向的硬化作用.试验结果表明:超声表面滚压加工技术能显著降低车削的... 研究了超声表面滚压加工各种加工参数对供货态40Cr轴表面粗糙度的影响.采用表面粗糙度分析仪对初始及加工表面进行测定,并使用显微硬度计测量该技术对40Cr表层沿深度方向的硬化作用.试验结果表明:超声表面滚压加工技术能显著降低车削的加工痕迹,改善金属材料的表面质量;各工艺参数对试样表面粗糙度均有一定影响,并产生不同程度的表层硬化作用;并且给出了各工艺参数的合理范围,试样的表面粗糙度值可降低至0.2.μm以下. 展开更多

关键词 超声表面滚压加工 加工参数 40Cr 表面粗糙度 表层硬化

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表面超声滚压处理对高速列车车轴钢疲劳性能的影响 被引量：31

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作者 任学冲 陈利钦 +2 位作者 刘鑫贵 项彬 林国标 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1-5,共5页

对EA4T型高速列车车轴钢棒状旋转弯曲疲劳试样实验段磨削加工后进行了表面超声滚压处理。观察了处理前后试样的表面形貌及表层微观组织,测量了处理前后试样的表面粗糙度、表层硬度及表层残余应力。利用旋转弯曲疲劳实验得到处理前后试... 对EA4T型高速列车车轴钢棒状旋转弯曲疲劳试样实验段磨削加工后进行了表面超声滚压处理。观察了处理前后试样的表面形貌及表层微观组织,测量了处理前后试样的表面粗糙度、表层硬度及表层残余应力。利用旋转弯曲疲劳实验得到处理前后试样的疲劳极限。结果表明:表面超声滚压处理后,试样的疲劳极限由352MPa提高到401MPa。疲劳极限的提高主要由于表面超声滚压处理后试样表面粗糙度降低、表层强度及残余压应力增加。 展开更多

关键词 车轴钢 表面超声滚压处理 疲劳极限 表面粗糙度 残余应力

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超声表面滚压加工40Cr表层的纳米力学性能 被引量：28

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作者 刘宇 王立君 +1 位作者 王东坡 王颖 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期656-661,共6页

研究了超声表面滚压加工40Cr表层的力学性能.采用纳米压痕实验测定了表层的弹性模量、纳米硬度和残余应力.实验结果表明:经过超声表面滚压后,40Cr表层的弹性模量和硬度都得到显著提高,最大值均位于表面,往复加工3遍的表面弹性模量和硬... 研究了超声表面滚压加工40Cr表层的力学性能.采用纳米压痕实验测定了表层的弹性模量、纳米硬度和残余应力.实验结果表明:经过超声表面滚压后,40Cr表层的弹性模量和硬度都得到显著提高,最大值均位于表面,往复加工3遍的表面弹性模量和硬度分别为217.16,GPa和3.588,GPa,加工6遍的表面弹性模量和硬度分别为224.8,GPa和3.857,GPa;同时表层获得一定数值的残余压应力,最大值位于表面并随着加工遍数的增加而增大.对比实验结果发现往复加工次数对表层的力学性能有重要的影响. 展开更多

关键词 超声表面滚压加工 40Cr 纳米压痕 力学性能

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激光冲击-超声滚压复合工艺对AZ91D镁合金力学性能的影响 被引量：15

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作者 鲁金忠 季仕杰 +1 位作者 吴刘军 罗开玉 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1301-1309,共9页

采用Nd:YAG激光冲击强化及超声滚压对AZ91D镁合金进行了表面强化处理,并进行了拉伸试验及断口观察,分析了材料的残余应力分布、微观组织、表面粗糙度,研究讨论了复合工艺对AZ91D镁合金拉伸性能的影响。研究表明:激光冲击强化处理后,镁... 采用Nd:YAG激光冲击强化及超声滚压对AZ91D镁合金进行了表面强化处理,并进行了拉伸试验及断口观察,分析了材料的残余应力分布、微观组织、表面粗糙度,研究讨论了复合工艺对AZ91D镁合金拉伸性能的影响。研究表明:激光冲击强化处理后,镁合金原始晶粒得到明显细化,残余应力达到-122 MPa,表面粗糙度增大,极限抗拉强度提升了15.6%,但塑性下降了27%。激光冲击强化复合超声滚压处理后,残余应力的幅值达到了-197 MPa,表面晶粒得到进一步细化,表面粗糙度大幅改善,材料极限抗拉强度提升了27.4%,材料塑性相对激光冲击强化后提高了19.4%。在残余应力、晶粒细化及粗糙度改善三者的共同作用下,复合工艺延缓了裂纹的扩展速度,显著改善了表面应力状态,提升了镁合金的力学性能。 展开更多

关键词 激光冲击强化 超声滚压 镁合金 力学性能

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超声表面滚压处理铝合金钻杆的高温摩擦学性能 被引量：10

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作者 梁健 岳文 +3 位作者 孙建华 侯斌斌 尹浩 刘俊秀 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期129-137,共9页

为了提高铝合金钻杆的耐磨性,利用超声表面滚压技术(USRP)对2219铝合金钻杆材料进行表面强化处理。采用透射电子显微镜(TEM)表征了USRP处理后铝合金的晶粒大小,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计测量了强化层的微... 为了提高铝合金钻杆的耐磨性,利用超声表面滚压技术(USRP)对2219铝合金钻杆材料进行表面强化处理。采用透射电子显微镜(TEM)表征了USRP处理后铝合金的晶粒大小,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计测量了强化层的微观形貌、相组成和显微硬度,并利用高温摩擦磨损试验机评价了试样的摩擦学性能,对磨副为玛瑙球。结果表明,经USRP处理后2219铝合金表面形成了纳米晶和厚度约500μm的塑性强化层,表面硬度由120 HV0.05提高至190 HV0.05。随着摩擦磨损试验温度的升高,未处理试样和USRP试样的平均摩擦因数和磨损率都逐渐增大。在相同试验温度下,USRP试样的平均摩擦因数和磨损率均小于未处理试样的。未处理试样和USRP试样的磨损机制主要是黏着磨损和磨粒磨损。 展开更多

关键词 铝合金 钻杆 超声表面滚压 表面纳米化 高温摩擦学性能

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超声表面滚压处理对45钢摩擦学性能的影响及机理 被引量：10

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作者 张飞 赵运才 《机械工程材料》 CSCD 北大核心 2017年第8期44-48,共5页

采用超声表面滚压处理(USRP)技术对45钢表面进行强化处理,通过表面形貌和表层显微组织观察、表面粗糙度和摩擦磨损性能测试,研究了USRP对该钢摩擦学性能的影响及机理。结果表明:USRP试样的表面粗糙度由未处理试样的3.2μm降低到0.23μm... 采用超声表面滚压处理(USRP)技术对45钢表面进行强化处理,通过表面形貌和表层显微组织观察、表面粗糙度和摩擦磨损性能测试,研究了USRP对该钢摩擦学性能的影响及机理。结果表明:USRP试样的表面粗糙度由未处理试样的3.2μm降低到0.23μm;显微组织得到了细化,晶粒取向趋于随机分布,有大角度晶界出现;表面显微硬度比未处理试样的提高约56%,强化层厚度达到400μm;USRP试样的摩擦因数小于未处理试样的,磨损量为未处理试样的1/4;未处理试样磨损过程中表面材料呈"片块状"脱落,磨损机制为黏着磨损,USRP试样磨损表面上存在犁皱形成的沟槽,磨损机制为磨粒磨损。 展开更多

关键词 超声表面滚压处理 45钢 摩擦因数 磨损量

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表面超声滚压处理对AISI304不锈钢疲劳性能的影响 被引量：9

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作者 张飞 上官绪超 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第16期136-140,共5页

采用透射电镜、金相显微镜、便携式表面粗糙度测量仪、显微硬度测量仪和X射线衍射应力分析仪,研究了AISI304不锈钢传统车削加工和车削后SURP再处理的两种试样。分析了SURP试样表层特性的变化,通过旋转弯曲疲劳试验获取了两种试样的疲劳... 采用透射电镜、金相显微镜、便携式表面粗糙度测量仪、显微硬度测量仪和X射线衍射应力分析仪,研究了AISI304不锈钢传统车削加工和车削后SURP再处理的两种试样。分析了SURP试样表层特性的变化,通过旋转弯曲疲劳试验获取了两种试样的疲劳极限。结果表明:经SURP处理的试样粗糙度为0.19μm,传统车削试样的粗糙度为0.87μm,前者显微硬度在表层深度50μm处比后者提高了47%,残余压应力由-453 MPa提高到了-721 MPa,试样的疲劳极限由362 MPa提高到了434 MPa。 展开更多

关键词 表面超声滚压 表面粗糙度 表层硬度 残余压应力 疲劳极限

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表面超声滚压加工对配气机构凸轮轴材料滚动接触疲劳性能的影响 被引量：7

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作者 马梦阳 李小强 +3 位作者 赖福强 胡雄风 魏涛 屈盛官 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期2430-2441,共12页

为提高某型号发动机配气机构中凸轮材料C53钢的滚动接触疲劳性能,对材料表面进行不同静压力(分别为400,600,800和1000 N)的表面超声滚压加工(SURP),并分别对加工前后材料的表面形貌、表面粗糙度、显微硬度、表面残余压应力及接触疲劳等... 为提高某型号发动机配气机构中凸轮材料C53钢的滚动接触疲劳性能,对材料表面进行不同静压力(分别为400,600,800和1000 N)的表面超声滚压加工(SURP),并分别对加工前后材料的表面形貌、表面粗糙度、显微硬度、表面残余压应力及接触疲劳等性能进行对比研究。研究结果表明:与未加工试样相比,经过SURP的试样其以上各性能都明显提升,其中,当静压力为600 N时,对材料各性能增强作用效果最好,包括使其表面质量最高,显微硬度(HV0.2)可由583.4(未加工)提升至661.1(SURP),表层残余压应力从−327.8 MPa(未加工)提高到−1437.6 MPa(SURP),并具有最长的滚动接触疲劳寿命;额定寿命(L10)、中值寿命(L50)、特征寿命(L63.2)分别为6.419×106,8.535×10和9.250×106转,分别为未加工试样相对应寿命的7.4,4.8和4.2倍。由此可知,SURP静压力为600 N对该种凸轮轴材料的疲劳性能提升作用最显著。 展开更多

关键词 表面超声滚压加工 凸轮轴材料 滚动接触疲劳寿命 滚动接触疲劳失效机理

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Ti-6Al-4V表面超声滚压制备Al_2O_3膜层的微观组织及性能研究 被引量：5

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作者 柳阳 王东坡 +1 位作者 邓彩艳 曹舒 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期8-13,共6页

运用超声滚压处理(USRP)的方法,在Ti-6Al-4V合金表面制得一层Al2O3薄膜。利用SEM、XRD、光学干涉仪及显微硬度计分析了超声滚压处理后试样表面层的微观组织和性能。结果表明:加入Al2O3粉末进行USRP后可以在基体金属表面形成厚度约为7μm... 运用超声滚压处理(USRP)的方法,在Ti-6Al-4V合金表面制得一层Al2O3薄膜。利用SEM、XRD、光学干涉仪及显微硬度计分析了超声滚压处理后试样表面层的微观组织和性能。结果表明:加入Al2O3粉末进行USRP后可以在基体金属表面形成厚度约为7μm的Al2O3膜层,且结合处基体金属存在残余压应力和塑性变形。相对于母材,处理后试样表面粗糙度降低50%,表面硬度提高98%。同时,处理后试样表面层存在残余压应力场,最大压应力值为-687MPa,位于最表层,残余压应力深度为420μm。加入Al2O3粉末的USRP后的试样,既利用表面Al2O3的加入进一步提高其表面硬度,同时保留了USRP的优势。 展开更多

关键词 TI-6AL-4V 超声滚压处理 AL2O3薄膜 残余压应力

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X80钢超声表面滚压加工残余应力场的有限元模拟 被引量：5

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作者 王炳英 尹宇 +1 位作者 侯振波 蒋文春 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期80-83,共4页

建立了超声表面滚压加工(USRP)的接触分析模型,模拟了X80钢的USRP过程,分析了等效塑性应变和残余应力的分布,并将残余应力的模拟结果与实测结果进行比较。结果表明:X80钢经USRP处理后表层发生了剧烈的塑性变形,并产生了残余压应力;随着... 建立了超声表面滚压加工(USRP)的接触分析模型,模拟了X80钢的USRP过程,分析了等效塑性应变和残余应力的分布,并将残余应力的模拟结果与实测结果进行比较。结果表明:X80钢经USRP处理后表层发生了剧烈的塑性变形,并产生了残余压应力;随着距表面的深度增大,表层的残余压应力逐渐减小,并转变为残余拉应力;残余压应力峰值和残余压应力层厚度随位移载荷增大而增大;X80钢表面残余应力的模拟结果的与实测结果的误差约为4.8%,验证了模型的可靠性。 展开更多

关键词 X80钢 超声表面滚压加工 有限元模拟 残余应力

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表面超声滚压参数对轴承套圈表面性能的影响

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作者 饶楚楚 兰叶深 《内燃机与配件》 2022年第24期103-105,共3页

为了研究超声滚压工艺参数对工业机器人轴承套圈表面性能的影响,选用目前工业机器人轴承常用材料为对象,选取主轴转速与静压力两个工艺参数进行试验,结果表明超声表面滚压加工对GCr15表面性能的提升具有很大的作用,其中表面粗糙度的提... 为了研究超声滚压工艺参数对工业机器人轴承套圈表面性能的影响,选用目前工业机器人轴承常用材料为对象,选取主轴转速与静压力两个工艺参数进行试验,结果表明超声表面滚压加工对GCr15表面性能的提升具有很大的作用,其中表面粗糙度的提升随着主轴转速及静压力的增加而降低,但是静压力超过一定值时表面会产生裂缝,导致粗糙度增大;表面硬度提则随着静压力的增大而提高;表面残余应力在一定的静压力的情况下,会随着主轴转速的增加而降低。 展开更多

关键词 表面超声滚压 轴承 表面性能 表面粗糙度 硬度 残余压应力

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表面纳米化对锆合金微动腐蚀行为的影响

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作者 唐晨 张伟 +1 位作者 李正阳 蔡振兵 《装备环境工程》 CAS 2022年第11期110-118,共9页

目的研究N36锆合金表面纳米化层的形貌和微观结构,分析表面纳米化层的微动腐蚀机理。方法采用超声表面滚压技术(USRP)对锆合金进行表面纳米化处理,研究不同滚压速度对表面纳米化层形貌、相组成、粗糙度、显微硬度、电化学腐蚀和微动腐... 目的研究N36锆合金表面纳米化层的形貌和微观结构,分析表面纳米化层的微动腐蚀机理。方法采用超声表面滚压技术(USRP)对锆合金进行表面纳米化处理,研究不同滚压速度对表面纳米化层形貌、相组成、粗糙度、显微硬度、电化学腐蚀和微动腐蚀行为的影响。结果USRP处理后,锆合金表面有明显的塑性变形痕迹,致使锆合金表面发生加工硬化,提高了表面的硬度。锆合金的腐蚀电流密度相较于基体更低,最大磨损深度和磨损率均低于基体。结论USRP处理后的锆合金晶粒细化、晶界增多,提高了锆合金的表面活性,有利于钝化膜的形成。锆合金的磨损机理为氧化磨损和磨粒磨损的共同作用。 展开更多

关键词 锆合金 超声表面滚压 表面纳米化 腐蚀 微动腐蚀

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