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弹簧工程 1996年第1期 6-12页

作者：陈立

本文介绍了喷丸的原理、喷丸的设备以及最佳加工条件与影响因素等，以供我国弹簧待业同仁在制订喷丸工艺，选择喷丸的设备时作为参考。

关键词：喷丸喷丸处理弹簧加工

喷丸对一种单晶合金表面完整性和高温缺口疲劳性能的影响（英文）

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稀有金属材料与工程 2018年第6期47卷 1668-1676页

作者：王欣张涛黄朝晖汤智慧赵振业中国航发北京航空材料研究院北京100095 航空材料先进腐蚀与防护航空重点实验室北京100095 中国航发沈阳发动机设计研究所辽宁沈阳561114 先进高温结构材料国防科技重点实验室北京100095

研究了喷丸后单晶合金的表面完整性和高温缺口疲劳性能。喷丸后表面形貌采用白光干涉仪表征,扫描电镜,2个方向观察(平行于受喷表面和截面方向)高分辨透射电镜和电子背散射衍射分析,疲劳性能采用旋转弯曲疲劳模式表征。采用旋转弯曲疲劳... 详细信息

研究了喷丸后单晶合金的表面完整性和高温缺口疲劳性能。喷丸后表面形貌采用白光干涉仪表征,扫描电镜,2个方向观察(平行于受喷表面和截面方向)高分辨透射电镜和电子背散射衍射分析,疲劳性能采用旋转弯曲疲劳模式表征。采用旋转弯曲疲劳极限表征了强化增益作用,并与喷丸显微组织建立联系。结果表明,在760℃到850℃区间,喷丸强化较原始加工状态的疲劳极限增益达到14.8%,主要原因是高密度的缠结位错、加工硬化和晶粒错配。此外,通过表面应力集中系数计算表明,即使在平均粗糙度Ra升高的基础上,喷丸强化后表面应力集中系数也降低。

关键词：高周疲劳喷丸单晶合金晶粒错配

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喷丸对面对等离子体材料钨表面强化研究

稀有金属材料与工程 2021年第10期50卷 3714-3719页

作者：种法力廖凯陈家伟徐州工程学院江苏徐州221000 中南林业科技大学湖南长沙410004

利用机械喷丸技术对核聚变面对等离子体材料钨进行表面强化研究。结合喷丸前后钨性能改善进行强化效果分析及喷丸参数的优化,强化效果分析主要包括微观形貌、晶粒细化、表面粗糙度、表面硬化和表面残余压应力等表征参数。其结果显示,对... 详细信息

利用机械喷丸技术对核聚变面对等离子体材料钨进行表面强化研究。结合喷丸前后钨性能改善进行强化效果分析及喷丸参数的优化,强化效果分析主要包括微观形貌、晶粒细化、表面粗糙度、表面硬化和表面残余压应力等表征参数。其结果显示,对脆而硬的材料钨而言,在100%覆盖率情况下,0.3 MPa喷丸压力、0.4 mm陶瓷丸直径、100 mm垂直喷丸距离是比较合适的喷丸参数,材料表面性能提高显著。表面硬度提高达53.3%,残余压应力提高8.3倍,表面晶粒细化现象明显,而且对表面粗糙度影响不大,最高1.5μm左右。

关键词：钨喷丸面对等离子体材料表面强化

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喷丸强化过程及冲击效应的数值模拟

金属学报 2010年第1期46卷 111-117页

作者：张洪伟张以都吴琼北京航空航天大学机械工程及自动化学院虚拟现实技术与系统国家重点实验室北京100191

运用大型有限元软件LS-DYNA建立了喷丸强化处理过程的三维有限元模型,研究了弹丸冲击作用下,铝合金材料Al2024-T3动态响应过程中的应力波结构、应变率效应及应力波衰减效应等动态参量;研究了弹丸搭接率对于残余应力场的影响,建立了高覆... 详细信息

运用大型有限元软件LS-DYNA建立了喷丸强化处理过程的三维有限元模型,研究了弹丸冲击作用下,铝合金材料Al2024-T3动态响应过程中的应力波结构、应变率效应及应力波衰减效应等动态参量;研究了弹丸搭接率对于残余应力场的影响,建立了高覆盖率多丸粒强化模型;研究了冲击顺序、材料应变率及初始残余应力对强化效应的影响;研究了喷丸强化后的表面微观变形特征。分析结果表明,弹丸高速冲击引起的弹塑性双波会在材料内部形成高应变率效应;弹丸搭接率ζ对于强化效应有明显影响,ζ=1/2是近似的临界值;不同冲击顺序对于强化效果的影响较小,材料应变率对于强化效果有显著影响;初始残余应力对于喷丸强化最终形成的残余应力场的影响取决于弹丸冲击速度;经过喷丸强化处理,零件表面形成微米级凹坑,并且随着冲击次数和喷丸覆盖率的提高,凹坑深度逐渐增加。

关键词：喷丸有限元法残余应力冲击应变率覆盖率

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喷丸残余应力及夹杂影响小裂纹仿真概率模型

航空动力学报 2023年第4期38卷 913-920页

作者：杨茂陆山潘容张永刚刘小桃秦仕勇西北工业大学动力与能源学院西安710129 中国航发四川燃气涡轮研究院成都610500 西安航空发动机(集团)有限公司莱特航空制造技术有限公司西安710018

提出考虑喷丸残余应力及内部夹杂影响的随机内部小裂纹形核扩展概率模型,实现构件内部疲劳裂纹萌生过程的仿真。针对高温合金X,在开展试验的数据基础上,识别模型所需的残余应力分布参数、“形核相关”夹杂尺寸分布参数、微观结构相关塑... 详细信息

提出考虑喷丸残余应力及内部夹杂影响的随机内部小裂纹形核扩展概率模型,实现构件内部疲劳裂纹萌生过程的仿真。针对高温合金X,在开展试验的数据基础上,识别模型所需的残余应力分布参数、“形核相关”夹杂尺寸分布参数、微观结构相关塑性本构参数及小裂纹形核扩展参数。模型成功预测喷丸等直棒两种主要的形核方式:残余拉应力平衡层夹杂形核及无残余应力区夹杂形核。与试验对比,模型预测内部裂纹萌生寿命及其分散精度高,残余拉应力平衡层预测萌生寿命中值误差为2%,-3σ寿命误差为37%,无残余应力区预测萌生寿命中值误差为3%,-3σ寿命误差为3%;此外,模型仿真的内部裂纹形貌为“鱼眼形”,贴合试验件断口形貌。

关键词：喷丸残余应力夹杂小裂纹形核扩展萌生寿命

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喷丸对TC18钛合金拉-拉疲劳性能的影响

稀有金属材料与工程 2004年第9期33卷 1000-1002页

作者：高玉魁北京航空材料研究院北京100095

分析了TC18钛合金表面喷丸强化所产生的表面形貌、表面粗糙度、表面残余应力和表面层残余压应力场变化及喷丸对拉-拉疲劳性能的影响,并用疲劳裂纹萌生的微细观过程理论合理解释了拉-拉疲劳极限的提高。结果表明:喷丸强化不仅能够明显延... 详细信息

分析了TC18钛合金表面喷丸强化所产生的表面形貌、表面粗糙度、表面残余应力和表面层残余压应力场变化及喷丸对拉-拉疲劳性能的影响,并用疲劳裂纹萌生的微细观过程理论合理解释了拉-拉疲劳极限的提高。结果表明:喷丸强化不仅能够明显延长TC18钛合金的高周疲劳寿命,且能使1×107周次下的疲劳极限提高27%。

关键词： TC18钛合金疲劳喷丸残余应力

喷丸与振动光饰复合处理对GH4169高温合金疲劳性能的影响

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稀有金属材料与工程 2022年第8期51卷 2955-2962页

作者：潘一帆刘道新刘博胡云辉王为中国船舶集团有限公司第七二五研究所河南洛阳471000 西北工业大学陕西西安710072 中航工业西安航空发动机(集团)有限公司陕西西安710038

对比研究了喷丸和喷丸与振动光饰复合处理对GH4169高温合金疲劳性能的影响,利用扫描电子显微镜、粗糙度仪、显微硬度计、X射线应力测试仪分析和测试了试样的表面形貌、表层组织、粗糙度、显微硬度、残余应力场,探讨了表面完整性与疲劳... 详细信息

对比研究了喷丸和喷丸与振动光饰复合处理对GH4169高温合金疲劳性能的影响,利用扫描电子显微镜、粗糙度仪、显微硬度计、X射线应力测试仪分析和测试了试样的表面形貌、表层组织、粗糙度、显微硬度、残余应力场,探讨了表面完整性与疲劳性能的内在联系及作用机制。结果表明:复合处理对GH4169高温合金疲劳性能的改善效果比单独喷丸强化处理更好;复合处理使GH4169高温合金的室温疲劳强度提高了21.6%;500℃预加热100 h处理使复合强化GH4169高温合金疲劳强度降低了6%,但仍较未喷丸处理状态提高了14.29%,即复合处理能够有效改善GH4169高温合金室温~500℃高温工况下的抗疲劳性能。

关键词： GH4169高温合金喷丸振动光饰表面完整性疲劳

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喷丸数值模拟中一种高效方法

表面技术 2023年第8期52卷 458-465页

作者：陈晟丁腾飞张朝阳高建永付婧颐鲁世红南京航空航天大学机电学院南京210016 山东开泰抛丸机械股份有限公司山东滨州256217

目的从减小分析步时间的角度出发,调整弹丸随机分布间距,研究提高模拟计算效率的方法。方法以SAE1070弹簧钢为研究对象,在S230弹丸速度为40 m/s条件下,分析弹丸间垂直间距、水平间距和弹丸冲击方式对模拟结果的影响。结果在不考虑弹丸... 详细信息

目的从减小分析步时间的角度出发,调整弹丸随机分布间距,研究提高模拟计算效率的方法。方法以SAE1070弹簧钢为研究对象,在S230弹丸速度为40 m/s条件下,分析弹丸间垂直间距、水平间距和弹丸冲击方式对模拟结果的影响。结果在不考虑弹丸间相互作用的前提下,有限元模拟中弹丸间可存在重叠,只要弹丸垂直间距大于0.07 mm,水平间距大于0.4 mm,弹丸随机生成模拟得到的诱导应力分布、塑性应变分布、粗糙度的结果在小偏差范围内收敛,与弹丸间无重叠的模拟结果相近。在满足弹丸间距阈值的前提下,采用同时冲击和顺序冲击方式得到的诱导应力分布在压应力部分区域存在一定偏差,但应力分布曲线整体较为接近,同时冲击的计算时间缩短了约90%。在此基础上,确定合适的弹丸分布,在不同弹丸直径、速度下进行阿尔门试片喷丸模拟,通过对比阿尔门强度值论证了模拟方法的有效性。结论这种按层分布同时冲击,并在满足间距阈值的前提下尽可能减小间距的弹丸设置方法,保证了模拟精度,提高了计算效率,为数值模拟的应用提供了优化计算成本的新思路。

关键词：喷丸数值模拟 SAE 1070 弹丸间距诱导应力

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喷丸与CuNiIn涂层复合处理对高温合金榫试样微动疲劳性能的影响

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中国表面工程 2023年第4期36卷 89-97页

作者：方修洋宫健恩曹晓英俞延庆李定骏蔡振兵西南交通大学机械工程学院成都610031 西南交通大学轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室成都610031 东方汽轮机有限公司长寿命高温材料国家重点实验室德阳618000

汽轮机叶片榫结构接触部位易发生微动疲劳失效,但行业内仍缺乏有效解决措施,因此开展了不同载荷下不同表面改性技术处理后10705BX铁基高温合金榫结构微动疲劳试验研究。分别对原始未处理(AS)、喷丸处理(SP)及喷丸与CuNiIn涂层复合处理(... 详细信息

汽轮机叶片榫结构接触部位易发生微动疲劳失效,但行业内仍缺乏有效解决措施,因此开展了不同载荷下不同表面改性技术处理后10705BX铁基高温合金榫结构微动疲劳试验研究。分别对原始未处理(AS)、喷丸处理(SP)及喷丸与CuNiIn涂层复合处理(SC)的10705BX铁基高温合金榫结构试样的微动疲劳性能进行测试分析,在微动疲劳试验前后,对原始、喷丸处理及复合处理后的10705BX铁基高温合金的表截面形貌、断口形貌及力学性能进行表征分析。结果表明:原始、喷丸处理和复合处理试样表面粗糙度Sa分别为0.08、3.38和13.65μm。喷丸处理后表面硬度提高了16%,加工硬化层深度约为80μm,微动疲劳寿命相较原始试样提高了7.8倍。复合处理的涂层平均厚度约为50μm,微动疲劳寿命相较原始试样提高了4.2倍,相比较喷丸处理来说,复合处理后材料的微动疲劳寿命提升较弱。原始、喷丸处理和复合处理试样的裂纹均为多疲劳源萌生,但是喷丸和复合处理后的裂纹源数量明显减少。喷丸处理和复合处理后裂纹的扩展速率均显著提高。喷丸后试样表层获得加工硬化层并且引入残余压应力,主要提升了裂纹萌生寿命。喷丸处理及喷丸与CuNiIn涂层复合处理方法有望成为提升汽轮机叶片服役寿命的重要备选途径。

关键词： 10705BX高温合金喷丸 CuNiIn涂层复合处理微动疲劳

喷丸处理提高奥氏体耐热钢抗氧化性能的研究及应用

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材料热处理学报 2013年第1期34卷 157-162页

作者：岳增武李辛庚山东电力研究院山东济南250002

在650℃的水蒸气中对喷丸处理和未经喷丸处理的TP304H钢和Super304H钢的氧化行为进行了研究。使用GIXRD,SEM和EDX对氧化膜进行了分析。结果表明,喷丸使TP304H和Super304钢的抗氧化性能显著提高。TP304H钢经喷丸处理后提高抗氧化性能的... 详细信息

在650℃的水蒸气中对喷丸处理和未经喷丸处理的TP304H钢和Super304H钢的氧化行为进行了研究。使用GIXRD,SEM和EDX对氧化膜进行了分析。结果表明,喷丸使TP304H和Super304钢的抗氧化性能显著提高。TP304H钢经喷丸处理后提高抗氧化性能的效果优于Super304H钢。喷丸在奥氏体钢表面产生的超细晶粒和滑移带促进了Cr向表面扩散并形成富Cr的氧化物。喷丸诱发的马氏体对Cr的扩散及氧化行为也起着重要作用。对经内壁喷丸处理和未处理的TP304H钢制成的锅炉再热器管,在实际工况下服役7474 h后,经过内壁喷丸处理的TP304H钢管,内壁氧化膜的厚度只有未喷丸管子氧化膜厚度的约3%。实验室短期试验及实际应用均表明,传统钢材TP304H制成的锅炉管,内壁进行喷丸处理是提高抗水蒸气氧化性能的有效途径。

关键词： TP304H钢 Super304H钢喷丸马氏体氧化