不同材料零件的喷丸强化.doc

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1、不同材料零件的喷丸强化高强度钢市抛丸/喷丸强化引进的残余压应力是终极拉应力强度的一个百分比，该比率随着零件材料本身强度/硬度增加而增加。高强度/硬度的金屈更脆，且对表面缺陷更敏感。对H进行抛丸/喷丸强化，能让这些高强度金屈可以应用在易发生疲惫的丁•作条件下。飞机起落架通常设计的疲惫强度为300ksi(2068MPa),结合抛丸/喷丸强化。没经过抛丸/喷丸强化的，机加工后的钢制零件在硬度为：30HRC.左右能取得最佳的疲惫属性。如材料强度/硬度超过这个水平，其疲惫强度会由于对表面缺I」的敏感性和脆性增加而降低。通过导进的爪应力，疲惫强度与增加的强度/硬度成比率进步。当材料%更度为52

2、HRC,强化后的疲惫强度可达144ksi(993MPa),比未经过强化的同样材料抗疲惫强度增加了2倍多。利用抛丸/喷丸强化改善高强度/硬度零件的典型应用包括•对扳于和冲击工具等。此外,表面的浅刮痕对于经过抛丸/喷丸强化的高强度钢的疲惫强度影响不大，而对于未经强化的则破坏性很大。渗碳钢渗碳和渗氮都是热处理过程，能让钢表血具侑非常高的硬度。通常在55〜62HRC。渗碳钢强化的好处在于：•在辽00ksi(1379MPQ或更高的高应力水平下，能提供卓越的疲惫属性•减少表面晶格间因氧化而造成渗碳异常情况对于完全渗碳和渗氮处理过的零件，要取得最佳的抗疲惫属性，建议使用硬度为55-62IIRC的

3、丸料。脱碳钢脱碳是在热处理过稈，铁合金表曲碳含量减少。脱碳会降低高强度钢(240ksi,1650MPa或以上)的疲惫强度70-80%；能降低低强度钢(2140-150ksi,965-1030MPa)的疲惫强度45-55%o脱碳对于疲惫属性的破坏力与脱碳层深度并无特别的关系。脱碳层在0.003英｛深度，其破坏力与0.030英寸深度是一样的。强化工艺被证实为一种有效的方法，能恢复大部分由于脱碳过程损失的疲惫强度。由于多数零件的脱碳层不轻易确定，所以当怀疑零件冇脱碳情况时，建议对其进行强化处理以确保零件完好的抗疲惫属性。假如一个高硬度(58+IIRC)齿轮在强化示，表面呈现异常的严重凹陷

4、，这可能被怀疑冇脱碳存在。脱碳还经常伴冇残余奥氏体的不良冶金状态。通过冷加T的抛丸/喷丸强化，能减少残余奥氏体百分比。奥贝球铁改善过的奥贝球铁在一些丁•稈领域，能替换铸钢、铸件、焊接件。它具有优良强重比和耐磨性。奥贝球铁在某些高强度应用条件下，也能取代铝，它的密度是铝的2.5倍，而强度则是铝的3倍以上。通过抛丸/喷丸强化，该材料的弯曲疲惫强度还能进步75%。某些等级的奥贝球铁经强化示，能媲比用于齿轮制造的渗碳钢。铸铁近年来，球墨铸铁件的需求逐年增加，由于它具有相对较高的抗疲惫载荷性能。球墨铸铁件通常是没经过机加T,用于需承受载荷皿力T作状况下。铸件表面存在的缺陷，如气孔、浮渣、片状

5、石墨等都会相当稈度地减低未经机加T的珠光体球铁疲惫属性。根据铸铁件表面的缺陷状况，零件疲惫极限严重的，会降低40%Z多。抛丸/喷丸强化能改善表面存在小缺陷的铸铁件Z疲惫属性。比如，柴油机缸体内衬护板件。衣试验屮使用了最大的强化强度，疲惫极限低于完全机加T过的冬件样本疲惫极限6%左右。假如没有经过强化，疲惫极限低于完全机加工过的零件样木疲惫极限20%。此外，从外观看，经过强化的铸铁件表面呈现抛光效果，光泽、光滑。铝合金传统的高强度铝合金(2000系列和7000系列)由于其具有高强重比，早已普遍应用在航空领域。以下一些铝介金材料在航空/航天制造业方而的应用也逐渐增加，抛丸/喷丸强化工艺

6、对其也具有很好的效果：•铝锂合金(Al-Li)•等向性金属基复合材料(MMC)•铸铝(Al-Si)钛高周疲惫(HCF)-钛高周疲惫，比较了高性能欧洲赛车上所用的钛合金连杆之疲惫属性。通过抛丸/喷丸强化，钛合金连杆比钢制连杆，重彊减轻了40%而疲惫极限则增加了20%o肽材料低周疲惫(LCF)最常见的应用是对于旋转涡轮发动机零件(如涡轮盘、转了、轴),这些零件在抛丸/喷丸强化示能进步耐用性。毎一次的腾飞和降落视为一个循环次数。低周疲惫(LCF)-高周疲惫断裂失效与低应力水平相关，低周疲惫断裂失效与高应力水平相关。对-•个旋转发动机零件上的燕尾槽进行抛丸/喷丸强化后的结果。有2条未经强化

7、的基准载荷曲线。使用了抛丸/喷丸强化后，循环疲惫曲线明显改善。镂合金通常不需要进行抗疲惫处理。但假如考虑到降低重量，改善零件强-重比的时,利用抛丸/喷丸强化能进步零件25-35%的疲惫强度。粉末冶金公道的强化能延长合金烧结钢耐疲惫极限22%。汽车零件如齿轮、连杆是粉末冶金材质进行强化的典型应用，特别对于高密度的粉末冶金铸造件，强化以进步疲惫属性非常有效。通过抛丸/喷丸强化，使表面致密化，能极大地进步疲惫极限度，特别适川于长期处于弯曲疲惫服役条件下的零件。(end)