喷丸与激光喷丸强化高强度钢对比试验

发布时间：2022-01-27 22:12

　　为了考察和对比喷丸（SP）和激光喷丸（LSP） 2种表面强化技术对金属零件的强化效果,以30CrMnSiNi2A钢为试样,进行喷丸和激光喷丸强化处理试验。试验结果显示,2种强化试样的残余压应力和硬度都有较大的提高。分别测定了喷丸强化和激光喷丸强化试样在同一应力水平下的疲劳寿命,并运用扫描电镜分析了两者的疲劳断口。试验结果表明,激光喷丸强化试样中值疲劳寿命是喷丸强化试样的1.11～2.75倍,激光喷丸强化比喷丸强化在提高金属零件表面性能方面的效果更佳。 

【文章来源】：现代制造工程. 2020,(05)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

标准试样

在喷丸和激光喷丸强化试验中,各取5个30CrMnSiNi2A高强度钢标准试样,在各试样强化区域中直径分别为2 mm和4 mm的同心圆上,选取水平和垂直方向上的9个测量点,测量其平均表面残余压应力和硬度,取样测量点的布局如图2所示;同时对试样断面硬度梯度进行测量,观察其强化影响层的深度。1.4 试样表面性能分析

金属零件表面强化的目的之一就是改变、调整金属零件表面残余压应力的状态和分布。表面强化产生的残余压应力又是其强化机理中的重要因素,是衡量金属零件表面强化效果的其中一个指标[11-12],它的提高可以减缓或防止受循环载荷作用的金属零件过早失效。图3所示为喷丸与激光喷丸强化残余压应力的分布对比。从图3中可以看出,激光喷丸强化试样表面残余压应力的最大值达到了1 020 MPa,明显大于喷丸强化试样表面残余压应力的最大值;但喷丸强化试样表面残余压应力分布的均匀性比激光喷丸强化试样要好,这是因为喷丸强化作为一种传统、成熟的强化工艺技术,其工艺参数经过长期的实践已经形成规范,可直接应用于实际生产[11],而激光喷丸强化工艺还处于研究实践当中,用于实际生产的最佳工艺参数还需要进一步探索[13]。2)硬度。

【参考文献】：
期刊论文
[1]激光冲击与喷丸复合强化TC17钛合金表层残余应力研究[J]. 曹子文,张杰,车志刚,邹世坤.  表面技术. 2018(11)
[2]循环载荷下激光喷丸诱导的表面残余压应力释放特性研究[J]. 田清,周建忠,黄舒,盛杰,孟宪凯,戴磊,朱炜立.  激光与光电子学进展. 2014(08)
[3]激光冲击强化对7050铝合金紧固孔疲劳性能的影响[J]. 曹子文,车志刚,邹世坤,赵勇.  应用激光. 2013(03)
[4]激光冲击调整5B05铝合金残余应力状态的模拟仿真[J]. 卢轶,冯爱新,薛伟,韩振春,孙淮阳,施芬,李彬,陈风国.  应用激光. 2013(03)
[5]喷丸强化与表面完整性对300M钢疲劳性能的影响[J]. 李瑞鸿,刘道新,张炜,李轩,乔明杰,夏明莉.  机械科学与技术. 2011(09)
[6]AZ91镁合金激光冲击强化力学性能研究[J]. 裴旭,任爱国,顾永玉,许仁军,于水生,张永康.  激光技术. 2010(04)
[7]不同喷丸工艺下残余应力沿深度的分布规律[J]. 张亦良,张振海,刘金艳.  北京工业大学学报. 2009(12)
[8]7050铝合金激光冲击强化的试验和数值模拟[J]. 陈瑞芳,桑毅,武敬伟,花银群,蔡兰.  江苏大学学报(自然科学版). 2009(02)
[9]激光冲击波诱发的钢材料残余应力的估算[J]. 陈瑞芳,花银群,蔡兰.  中国激光. 2006(02)
[10]喷丸表面改性技术的研究进展[J]. 栾伟玲,涂善东.  中国机械工程. 2005(15)



本文编号：3613173