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鋼砂在噴丸強化中的應用

來源: 發布時間:2019-07-09 19595 次瀏覽

噴丸強化是利用高速噴射的鋼砂在室溫下撞擊工件表面, 使工件表層材料在再結晶溫度下產生彈塑性變形, 呈

噴丸強化是利用高速噴射的鋼砂在室溫下撞擊工件表面, 使工件表層材料在再結晶溫度下產生彈塑性變形, 呈現理想的組織結構和殘余應力分布, 從而提高工件的強度和抗疲勞性能。

噴丸強化技術的優點是:(1)延長構件壽命(使疲勞強度提高20~70%);(2)在壽命相同的條件下增加承載能力;(3)允許適當減小工件的尺寸;(4)減少對精加工的需求;(5)降低成本;(6)在應用于高強度鋼時, 不必擔心出現缺口敏感性;(7)能夠用于對疲勞性能有損害的工藝過程, 例如放電加工、電解加工以及鍍硬鉻等過程。噴丸技術與其他表面強化技術相比, 占有明顯優勢。:強化效果顯著;第二:成本低, 能源消耗少;第三:適應性好, 用途廣泛。

噴丸對表面形貌和性能的影響主要表現在改變零件的表面硬度、表面粗糙度、抗應力腐蝕能力和零件的疲勞壽命。零件的材料表層在鋼砂束的沖擊下發生循環塑性變形。如金屬材料的表面納米處理技術, 就是將納米晶體材料的優異性能與傳統工程金屬材料相結合, 在工業應用上已具有非常廣闊的應用前景。目前, 利用高能噴丸技術已經成功地在工業純鐵、低碳、316不銹鋼等材料上實現了表面納米化。

如對工業純欽進行的表面納米化研究表明 , 經過高能噴丸處理后, 樣品表面的顯微硬度均明顯提高, 且隨著噴丸時間的延長, 在噴丸初期, 表面顯微硬度值的增加很快, 之后增加速度又變緩。經高能噴丸后, 樣品表層晶粒明顯細化,微觀應變也較大??梢哉J為, 樣品噴丸后顯微硬度的升高是由于高能噴丸產生的表層晶體納米化以及劇烈塑性變形的緣故。相關文獻也認為, 樣品表面硬度的增加主要是因為表層晶粒納米化引起的。

研究表明, 當進行噴丸處理的工件收到來自外部的載荷時, 如彎曲, 表面殘余應力, 就會減少工件表面或接近工件表面的外加拉應力的強度, 而幾乎所有的疲勞和應力侵蝕造成的斷裂都是在這些地方生成的。因為殘余拉應力的高峰總是出現在接近工件表面的地方, 所以, 噴丸是消除外加拉應力的最有效的工藝手段。這些外加應力包括由于彎曲或扭曲造成的應力, 或由于局部應力源, 如刻痕、圓角半徑、界面變化、焊接點或表面疵點而造成的應力。

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