喷丸强度对不同粗糙度表面超高强度钢疲劳性能的影响-论文.pdf

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1、Vo1．47No．8Aug．2014喷丸强度对不同粗糙度表面超高强度钢疲劳性能的影响吴凌飞，王强，张志刚，龙旭(1．中航工业北京航空材料研究院第五研究室，北京100095；2．中航飞机股份有限公司长沙起落架分公司，湖南长沙)[摘要]不同方式加工的高强度钢零件具有不同的表面状态，对其采用相同的喷丸工艺是否合理尚不明确。对不同表面粗糙度23Co14Ni12Cr3MoE超高强度钢作不同强度的喷丸强化。采用扫描电镜及白光干涉仪观察了啧丸试样的表面形貌，采用金相显微镜观察喷丸试样的表面组织，采用旋弯疲劳试验机测试了喷丸试样的

2、疲劳性能，采用x射线衍射残余应力测试仪测试喷丸试样的残余应力。研究了喷丸强度对不同表面粗糙度超高强度钢的表面组织、形貌、残余应力场及疲劳性能的影响。结果表明：喷丸过程可以细化表面组织，引入残余压应力场，改变表面形貌特征，从而引起表面应力集中状况的改变，其改善效果与原始表面状态有关；对于初始表面粗糙度R≤0．4m的表面，喷丸强化过程能有效提高材料的疲劳寿命，促使疲劳裂纹源内移；随表面粗糙度的提高，当应力集中状况过于严重时，表面组织细化和残余压应力对疲劳性能的提升作用会被抑制，喷丸工艺对疲劳寿命的提升效果大幅下降，疲劳

3、裂纹源均位于表面。[关键词]超高强度钢；喷丸；喷丸强度；表面状态；表面形貌；残余应力；疲劳性能[中图分类号]TG668[文献标识码]A[文章编号]1001—1560(2014)08—0046—050前言地损失大量的疲劳强度。以往对超高强度钢喷丸强化的研究主要关注材料表层组织和残余应力场受喷丸强在特定条件下，材料需具备一定的疲劳强度，才能化影响的改变，但就喷丸过程对材料表面形貌的改变满足应用需求，但材料强度的提升会使其应力集中敏研究较少，对喷前材料表面状态对喷丸强化效果的影感性增大。喷丸强化可引入残余压应力，从而提升

4、材响的研究则更少。而实际中往往不同位置的零件采用料的疲劳性能，有效改善应力集中问题，如：GH4169合不同的加工方式，具有不同的喷前表面形貌，对其采用金喷丸强化后，表面形成了厚1．2mm、由位错和孪晶相同的喷丸强化工艺是否合理并无定论。本工作结合引起的弹塑性变形层，抗塑性变形能力得到提高，进而23Co14Ni12Cr3MoE的服役情况，分析了不同初始表面提高了材料的疲劳性能⋯；23Co14Ni12Cr3MoE钢喷丸状态下喷丸强度对其表面组织、形貌和残余应力场的后，内部形成了大量位错和形变带，从而引入残余压应影响；讨

5、论了喷丸强度对提升疲劳性能的影响。力场。而“喷丸强化控制”可通过控制喷丸过程，平衡材料抗疲劳性能的提升和抑制，从而获得最佳提升1试验效果。23Co14Ni12Cr3MoE是一种新型超高强度钢，具备1．1基材前处理超高的抗拉强度，同时具有很好的断裂韧性，主要用于23Co14M12Cr3M0E钢的名义化学成分(质量分代替300M低合金超高强度钢用于飞机起落架等关键数，％)：0．2300C，11．7300Ni，13．8500Co，3．1300Cr，零件’。。但加工过程会引入应力集中作用，不可避免0．1000Si，0．10

6、00Mn，0．0135A1，0．010OTi，余量Fe，其力学性能：or0．2=1650MPa，orb=1970MPa，=[收稿日期]2014—03—1015％，=69．5％，K=123MPa·m。热处理如下：[通信作者]吴凌飞(1987一)，硕士，助理工程师，主要研究方向为表面强化，电话：010—62497263，正火(900oC，3．0h，空冷)一高温回火(680oI=，16．0h，E—mail：lfwugentle@hotmail．com空冷)一淬火(885c【=，1．5h，油冷)一冷处理(一73c【=，Vo

7、1．47No．8Aug．2014喷丸工艺时，应当根据材料的表面状态选取合适的喷高玉魁．超高强度钢喷丸表面残余应力在疲劳过程中的丸强化工艺。松弛规律[J]．材料热处理学报，2007，28(B08)：102～105．3结论高玉魁．喷丸强化对23Co14Ni12Cr3MoE钢疲劳性能的喷丸会引起材料表面层组织细化，引人残余压应影响[J]．材料热处理学报，2007，28(6)：75～77．CurtisS，DelosRiosER，RodopoulosCA，eta1．Analysis力场。喷前表面状况是影响喷丸强化效果的重要因

8、oftheefectsofcontrolledshotpeeningonfatiguedamageof素，喷丸强度对不同的表面粗糙度23C0l4Ni12Cr3MoEhighstrengthaluminiumalloys[J]．InternationalJournalof超高强度钢的喷丸效果不同：表面≤0．4m时，喷Fatigue，2003，25(1)：59～