复合表面改性对M50NiL钢拉压疲劳寿命的影响

作     者：余加邦 梁益龙 邹江河 张凤泰 彭翔 YU Jiabang;LIANG Yilong;ZOU Jianghe;ZHANG Fengtai;PENG Xiang

作者机构：贵州大学材料与冶金学院贵州贵阳550025 贵州省材料结构与强度重点实验室贵州贵阳550025 高性能金属结构材料与制造技术国家地方联合工程实验室贵州贵阳550025 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2022年第53卷第4期

页      面：1209-1219页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：中央引导地方科技发展专项(黔科中引地4011) 贵州省工业和信息化发展专项(034) 

主　　题：M50NiL钢 真空渗碳 表面超声滚压 磨料水射流喷丸 疲劳寿命 

摘      要：为提高M50NiL钢的疲劳性能,在对M50NiL钢进行渗碳处理的基础上,分别进行单一磨料水射流喷丸、磨料水射流喷丸+表面超声滚压复合表面改性处理试验,研究表面形貌、表面粗糙度、残余应力场、表层硬度和疲劳寿命的关系。研究结果表明:与单一磨料水射流喷丸处理相比,复合表面改性处理可提高试样表面完整性。在表面形貌方面,复合表面改性处理试样获得了更完整的表面形貌,表面粗糙度降低了80%以上;在残余应力方面,复合表面改性处理试样最大残余压应力和最大残余应力场深度均大幅提升,表面残余压应力绝对值从870 MPa提升至1398 MPa,残余应力场深度从400μm提升到600μm;在硬度方面,复合表面改性处理试样获得了较高的硬度。在单一磨料水射流喷丸处理的基础上,复合表面改性处理进一步提升了渗碳M50NiL钢的疲劳寿命,在最大应力水平σ_(max)=800 MPa,应力比R=−1条件下,其拉压疲劳寿命较渗碳处理试样的疲劳寿命提高48.6倍,较单一磨料水射流喷丸处理试样的疲劳寿命提高1.1倍。复合表面改性处理试样疲劳寿命提升是残余压应力场、表面硬化及表面形貌改善的综合作用。