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喷丸处理对GH3535合金900℃恒温氧化行为的影响

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稀有金属材料与工程 2020年第10期49卷 3519-3527页

作者：汪松林张继祥陆燕玲樊光程董安平周兴泰重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

采用不连续增重法,对喷丸状态与非喷丸状态GH3535合金900℃恒温氧化行为进行了对比研究。结果表明,900℃下,喷丸强度0.45 N·mm样品与未喷丸样品相比,氧化增重降低了79.7%。未喷丸GH3535合金表面氧化产物为NiCr2O4、MoO2、NiMoO4,喷丸... 详细信息

采用不连续增重法,对喷丸状态与非喷丸状态GH3535合金900℃恒温氧化行为进行了对比研究。结果表明,900℃下,喷丸强度0.45 N·mm样品与未喷丸样品相比,氧化增重降低了79.7%。未喷丸GH3535合金表面氧化产物为NiCr2O4、MoO2、NiMoO4,喷丸状态下氧化膜主要由NiO、NiFe2O4、Cr2O3和NiCr2O4组成。喷丸处理后GH3535合金表面产生塑性变形使晶粒细化,位错密度增加,在合金表层塑性变形区域的位错及晶界充当了Cr原子的快速扩散路径,增加了Cr原子扩散通量,促进Cr向表面扩散形成富Cr氧化物,使得Cr2O3层更快形成,缩短了瞬态氧化期。

关键词：喷丸处理高温氧化 GH3535合金氧化动力学氧化膜

喷丸处理Q235钢中晶粒尺寸与残余应力的关系预测

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中国表面工程 2021年第2期34卷 49-58页

作者：何浩然刘峰李恒智张晖辉燕山大学河北省重型装备与大型结构力学可靠性重点实验室秦皇岛066004 河北对外经贸职业学院秦皇岛066311

作为优异的表面处理工艺,喷丸表面处理能够提高金属表面性能,被广泛应用于航天航空领域。为了研究喷丸表面强化的内在物理机理,建立了喷丸冲击的力学模型,应用DYNA软件研究弹丸速度、半径和弹丸数量等因素对残余应力的影响。进一步利用Z... 详细信息

作为优异的表面处理工艺,喷丸表面处理能够提高金属表面性能,被广泛应用于航天航空领域。为了研究喷丸表面强化的内在物理机理,建立了喷丸冲击的力学模型,应用DYNA软件研究弹丸速度、半径和弹丸数量等因素对残余应力的影响。进一步利用Zener-Hollomon参数模型和动态再结晶公式计算出理论晶粒尺寸,并讨论残余应力与晶粒尺寸的演化规律。分析结果发现:弹丸速度、半径和弹丸数量的增大会使残余应力变大而晶粒尺寸相对变小。但并未发现残余应力与晶粒尺寸之间存在定量关系,表明这两种强化机制相互独立。

关键词：喷丸处理 dyna软件有限元残余应力晶粒细化 Zener-Hollomon模型

喷丸处理后6061铝合金工件表面粗糙度的模拟计算及预测

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吉林大学学报（工学版） 2019年第4期49卷 1280-1287页

作者：徐戊矫刘承尚鲁鑫垚重庆大学材料科学与工程学院

以6061铝合金工件为对象,研究了喷丸对工件表面粗糙度的影响。首先,建立了喷丸有限元仿真模型,分别模拟计算了单丸粒喷丸和多丸粒喷丸后铝合金工件的表面形貌。对应进行了单丸粒喷丸和多丸粒喷丸试验,采用激光共聚焦显微镜获取了喷丸后... 详细信息

以6061铝合金工件为对象,研究了喷丸对工件表面粗糙度的影响。首先,建立了喷丸有限元仿真模型,分别模拟计算了单丸粒喷丸和多丸粒喷丸后铝合金工件的表面形貌。对应进行了单丸粒喷丸和多丸粒喷丸试验,采用激光共聚焦显微镜获取了喷丸后实际工件的表面形貌,以验证所建立的喷丸有限元仿真模型的有效性。在此基础上,对铝合金工件开展了9组喷丸的正交模拟试验,通过对喷丸表面进行离散计算得到三维粗糙度参数Sq,研究获得工件初始粗糙度、丸粒尺寸、丸粒速度和喷丸覆盖率对工件表面粗糙度的影响规律。采用BP神经网络模型对正交试验结果进行处理,获得铝合金工件喷丸处理后表面粗糙度的预测模型。将预测的经喷丸处理后的工件表面粗糙度与模拟试验的粗糙度数据进行对比可知,两者的平均误差仅为3.46%,预测精度能够满足实际喷丸需要;相应构建了喷丸处理后铝合金工件的表面粗糙度控制图,这对实际喷丸过程中较准确控制工件的表面粗糙度有重要价值。

关键词：金属材料喷丸处理 6061铝合金表面粗糙度神经网络预测模型

喷丸处理对S31035奥氏体耐热钢抗高温水蒸气氧化行为的影响

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机械工程材料 2023年第8期47卷 65-71页

作者：李玉何思凡刘光明(指导) 杨首恩柳志浩李富天南昌航空大学材料科学与工程学院南昌330063 东方电气集团东方锅炉股份有限公司自贡643001

对S31035钢进行喷丸处理,再在665℃下进行高温蒸汽氧化试验,研究了喷丸处理对该钢抗高温水蒸气氧化行为的影响。结果表明:未喷丸试样在氧化100 h后即出现明显的氧化物衍射峰,氧化3000 h后形成双氧化物层,氧化膜厚度约为8.07μm;喷丸试... 详细信息

对S31035钢进行喷丸处理,再在665℃下进行高温蒸汽氧化试验,研究了喷丸处理对该钢抗高温水蒸气氧化行为的影响。结果表明:未喷丸试样在氧化100 h后即出现明显的氧化物衍射峰,氧化3000 h后形成双氧化物层,氧化膜厚度约为8.07μm;喷丸试样在氧化1000 h后才出现微弱的(Fe,Cr)_(2)O_(3)衍射峰,在氧化3000 h后表面氧化膜仍然较薄,厚度仅为0.45μm;在氧化过程中,喷丸试样的氧化速率常数比未喷丸试样低3个数量级,抗水蒸气氧化性能较好;喷丸处理细化了表层晶粒,为铬元素扩散提供了更多通道,使表面形成Cr_(2)O_(3)保护膜而提高了该钢的抗高温水蒸气氧化性能。

关键词：喷丸处理晶粒细化 S31035钢水蒸气氧化

基体表面喷丸处理对纳米晶涂层循环氧化行为的影响

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金属学报 2023年第5期59卷 668-678页

作者：黄鼎乔岩欣杨兰兰王金龙陈明辉朱圣龙王福会江苏科技大学材料科学与工程学院镇江212003 东北大学、沈阳材料科学国家研究中心东北大学联合研究分部沈阳110819 中国科学院金属研究所沈阳110016

采用磁控溅射技术分别在抛光和喷丸处理后的镍基单晶高温合金基体上制备纳米晶涂层,并研究了2种涂层在1100℃下的循环氧化行为。采用XRD、SEM和EDS表征涂层的物相组成和微观形貌。结果表明,1100℃下2种纳米晶涂层的循环氧化增重趋势基... 详细信息

采用磁控溅射技术分别在抛光和喷丸处理后的镍基单晶高温合金基体上制备纳米晶涂层,并研究了2种涂层在1100℃下的循环氧化行为。采用XRD、SEM和EDS表征涂层的物相组成和微观形貌。结果表明,1100℃下2种纳米晶涂层的循环氧化增重趋势基本一致,均能在表面形成致密的氧化膜,展现出优异的抗氧化性能。2种纳米晶涂层与基体的界面及界面附近区域的微观形貌演变有所差异,随着氧化实验的进行,在抛光基体/涂层界面处涂层一侧观察到γ’相的持续形成;在喷丸基体/涂层界面处涂层一侧未发现此现象,而在基体一侧观察到γ’相不断长大。

关键词：喷丸处理纳米晶涂层循环氧化磁控溅射

喷丸处理对45钢表面Al^+注入层抗高温氧化性的影响

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中国表面工程 2019年第3期32卷 30-35页

作者：杨浩孟堃王远陈文刚西南林业大学机械与交通学院

为改善45钢的抗高温氧化性能,在其表面制备单一Al+注入层和喷丸+Al+注入层。检测表征改性层的表面粗糙度、显微硬度、微观形貌、以及铝元素含量,并进行600℃、200 h下的抗高温氧化性能试验。研究结果表明:喷丸处理45钢表面呈现出凹坑、... 详细信息

为改善45钢的抗高温氧化性能,在其表面制备单一Al+注入层和喷丸+Al+注入层。检测表征改性层的表面粗糙度、显微硬度、微观形貌、以及铝元素含量,并进行600℃、200 h下的抗高温氧化性能试验。研究结果表明:喷丸处理45钢表面呈现出凹坑、丘陵状、具有近似等轴状纳米晶结构,Al+注入使纳米晶进一步细化。喷丸处理使45钢的表面粗糙度Ra从0.42μm增至1.15μm,显微硬度、注入铝元素含量及氧化增重分别从单一Al+注入层的257 HV0.05增至喷丸+Al+注入层的最高505 HV0.05,从3.7%增至4.2%和从14.8 mg·cm^-2降至8.3 mg·cm^-2。即喷丸处理有效增强了45钢表面Al+注入层的抗高温氧化性能。

关键词： 45钢喷丸处理 Al+注入抗高温氧化性

喷丸处理和微弧氧化对TC4合金组织和疲劳性能的影响

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中国有色金属学报 2019年第6期29卷 1210-1218页

作者：罗军明陈宇海黄俊徐吉林南昌航空大学材料科学与工程学院

通过喷丸处理(SP)在TC4钛合金表面制备强化过渡层,再采用微弧氧化(MAO)制备出喷丸+微弧氧化(SP+MAO)涂层。对比研究TC4钛合金表面微弧氧化涂层及喷丸+微弧氧化涂层的显微结构、相组成和疲劳性能。结果表明:喷丸处理后,材料表面粗糙度上... 详细信息

通过喷丸处理(SP)在TC4钛合金表面制备强化过渡层,再采用微弧氧化(MAO)制备出喷丸+微弧氧化(SP+MAO)涂层。对比研究TC4钛合金表面微弧氧化涂层及喷丸+微弧氧化涂层的显微结构、相组成和疲劳性能。结果表明:喷丸处理后,材料表面粗糙度上升。位错不断增殖、积塞直至发生交割而起到表层晶粒细化的作用,距表面深度为5μm处硬度达最大值472.84HV0.1、提高了40%,表层残余压应力从基体的-98.8 MPa提升到-548.9MPa。相比微弧氧化涂层,喷丸+微弧氧化涂层表面粗糙度由0.54μm上升到0.79μm,平均厚度从4.1μm增加至12.6μm。喷丸+微弧氧化试样的疲劳寿命为13321周次,远高于微弧氧化试样的疲劳寿命3638周次,略高于原始试样疲劳寿命13067周次。这表明采用喷丸作为预处理可以改善微弧氧化工艺对试样疲劳性能的影响。

关键词： TC4钛合金喷丸处理微弧氧化残余压应力疲劳性能

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喷丸处理对机翼加筋壁板压缩强度的影响

中国表面工程 2016年第1期29卷 111-117页

作者：刘存李健赵谋周中航工业第一飞机设计研究院西安710089

现代大型飞机机翼壁板广泛采用喷丸成形和强化工艺,但喷丸处理对加筋壁板静强度性能的影响研究较少,目前工程上还难以定量评估。通过对壁板失效模式的分析,梳理了喷丸处理影响机翼壁板压缩强度的主要因素,即剖面压损强度以及压缩模量,... 详细信息

现代大型飞机机翼壁板广泛采用喷丸成形和强化工艺,但喷丸处理对加筋壁板静强度性能的影响研究较少,目前工程上还难以定量评估。通过对壁板失效模式的分析,梳理了喷丸处理影响机翼壁板压缩强度的主要因素,即剖面压损强度以及压缩模量,规划了典型机翼上壁板喷丸试件和未喷丸试件的压损对比试验,研究了喷丸处理对压损强度和局部屈曲载荷的影响。试验结果表明:喷丸后壁板的压损强度和局部屈曲载荷均有所降低。根据试验结果提出了采用基于喷丸处理前后压损应力下降幅度确定的喷丸影响系数κ1,以及压缩模量下降幅度确定的喷丸影响系数κ2修正JOHNSON-EULER方程的方法。该方法客观准确地将喷丸处理影响计入到加筋壁板的压缩强度设计中,实现了对喷丸处理影响的定量评估,工程应用简便易行。

关键词：喷丸处理加筋壁板压损修正影响系数

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喷丸处理力学性能数值模拟与晶粒尺寸预测

喷丸处理力学性能数值模拟与晶粒尺寸预测

作者：何浩然燕山大学

学位级别：硕士

在众多表面处理工艺中,喷丸表面处理技术非常成熟,可以使金属表面物理性能得到提高。从力学性质来看,金属得到强化的原因是金属产生了残余应力。从微观角度来看,主要是晶粒尺寸、位错、相变和晶胞等变化使得金属强化。本文主要是对喷丸... 详细信息

在众多表面处理工艺中,喷丸表面处理技术非常成熟,可以使金属表面物理性能得到提高。从力学性质来看,金属得到强化的原因是金属产生了残余应力。从微观角度来看,主要是晶粒尺寸、位错、相变和晶胞等变化使得金属强化。本文主要是对喷丸处理中各种因素对残余应力和晶粒尺寸的影响,以及残余应力与晶粒尺寸的关系进行研究。主要工作如下:为了研究喷丸表面处理强化的内在物理机制,建立了弹丸冲击力学模型。使用DYNA软件进行研究各种因素对残余应力的影响,主要通过以下几种方式进行分析:残余应力最大值与最小值的变化情况、残余应力的分布情况和残余应力辐射的范围情况等。得出了弹丸速度、弹丸半径和弹丸冲击次数增大可以使残余应力变大;弹丸半径可以明显影响残余应力的辐射范围;弹丸冲击角度改变会改变残余应力的分布情况;试件尺寸对残余应力没有影响。同时利用两种多点弹丸冲击分布进行分析,一种为多点矩阵分布,另一种为重叠率分布。两种分布均可以改变残余应力的大小和分布状态,这表明多点弹丸的冲击分布可以影响残余应力。经过仿真模拟得出结果后,进一步通过利用Zener-Hollomon模型和动态再结晶公式计算出理论晶粒尺寸,研究不同因素对晶粒尺寸的影响。得出了弹丸速度的增大和弹丸半径的减小可以使晶粒尺寸细化,并且弹丸半径的增大会使晶粒细化的范围变大。通过MATLAB拟合残余应力和晶粒尺寸的结果,得出拟合函数。对比分析后,残余应力与晶粒尺寸的变化趋势相似。这说明晶粒细化是金属产生残余应力的一个因素,但是残余应力还与其它微观组织结构有关。

关键词：喷丸处理有限元残余应力晶粒细化 Zener-Hollomon参数