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钢砂在喷丸强化中的应用

来源: 发布时间:2019-07-09 1869 次浏览

喷丸强化是利用高速喷射的钢砂在室温下撞击工件表面, 使工件表层材料在再结晶温度下产生弹塑性变形, 呈

喷丸强化是利用高速喷射的钢砂在室温下撞击工件表面, 使工件表层材料在再结晶温度下产生弹塑性变形, 呈现理想的组织结构和残余应力分布, 从而提高工件的强度和抗疲劳性能。

喷丸强化技术的优点是:(1)延长构件寿命(使疲劳强度提高20~70%);(2)在寿命相同的条件下增加承载能力;(3)允许适当减小工件的尺寸;(4)减少对精加工的需求;(5)降低成本;(6)在应用于高强度钢时, 不必担心出现缺口敏感性;(7)能够用于对疲劳性能有损害的工艺过程, 例如放电加工、电解加工以及镀硬铬等过程。喷丸技术与其他表面强化技术相比, 占有明显优势。:强化效果显著;第二:成本低, 能源消耗少;第三:适应性好, 用途广泛。

喷丸对表面形貌和性能的影响主要表现在改变零件的表面硬度、表面粗糙度、抗应力腐蚀能力和零件的疲劳寿命。零件的材料表层在钢砂束的冲击下发生循环塑性变形。如金属材料的表面纳米处理技术, 就是将纳米晶体材料的优异性能与传统工程金属材料相结合, 在工业应用上已具有非常广阔的应用前景。目前, 利用高能喷丸技术已经成功地在工业纯铁、低碳、316不锈钢等材料上实现了表面纳米化。

如对工业纯钦进行的表面纳米化研究表明 , 经过高能喷丸处理后, 样品表面的显微硬度均明显提高, 且随着喷丸时间的延长, 在喷丸初期, 表面显微硬度值的增加很快, 之后增加速度又变缓。经高能喷丸后, 样品表层晶粒明显细化,微观应变也较大。可以认为, 样品喷丸后显微硬度的升高是由于高能喷丸产生的表层晶体纳米化以及剧烈塑性变形的缘故。相关文献也认为, 样品表面硬度的增加主要是因为表层晶粒纳米化引起的。

研究表明, 当进行喷丸处理的工件收到来自外部的载荷时, 如弯曲, 表面残余应力, 就会减少工件表面或接近工件表面的外加拉应力的强度, 而几乎所有的疲劳和应力侵蚀造成的断裂都是在这些地方生成的。因为残余拉应力的高峰总是出现在接近工件表面的地方, 所以, 喷丸是消除外加拉应力的最有效的工艺手段。这些外加应力包括由于弯曲或扭曲造成的应力, 或由于局部应力源, 如刻痕、圆角半径、界面变化、焊接点或表面疵点而造成的应力。

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