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孔挤压强化对2A97铝锂合金耳片疲劳性能的影响

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稀有金属 2022年第9期46卷 1254-1260页

作者：刘莹莹李洁洁杨健郭文虎杨蕾西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 中航工业第一飞机设计研究院陕西西安710089

对2A97-T84铝锂合金不同尺寸的直耳片进行了孔挤压强化,研究孔挤压前后耳片的疲劳性能。结果表明:孔挤压强化工艺能有效提高2A97-T84耳片的疲劳性能,且小尺寸耳片的强化效果优于大尺寸耳片,其小、大尺寸耳片疲劳寿命提高幅度最大可达80... 详细信息

对2A97-T84铝锂合金不同尺寸的直耳片进行了孔挤压强化,研究孔挤压前后耳片的疲劳性能。结果表明:孔挤压强化工艺能有效提高2A97-T84耳片的疲劳性能,且小尺寸耳片的强化效果优于大尺寸耳片,其小、大尺寸耳片疲劳寿命提高幅度最大可达80.6%和62.5%;当峰值应力相同时,孔挤压强化后小尺寸耳片的疲劳寿命最高为大尺寸耳片的7.6倍。对比断口形貌可知,孔挤压强化后耳片的疲劳裂纹源位置、数量等均发生了变化:其位置由耳孔内表面转移至耳孔内壁近表面处且数量明显减少,疲劳辉纹宽度变窄,这说明经孔挤压强化后,孔内壁表层金属发生了强烈的塑性变形,耳孔周围产生了残余压应力,组织发生了位错塞积和缠结,形成了位错胞状结构,这些均降低了孔壁边缘的应力集中系数,减缓了疲劳裂纹源的萌生,使得疲劳裂纹的扩展速率降低,从而提高了耳片的疲劳性能。

关键词： 2A97-T84铝锂合金直耳片孔挤压强化疲劳性能组织

孔挤压强化残余应力场的三维有限元模拟和实验研究

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航空材料学报 2011年第2期31卷 24-27页

作者：刘晓龙高玉魁刘蕴韬陈东风中国原子能科学研究院北京102413 北京航空材料研究院北京100095

运用有限元软件ANSYS建立了孔挤压强化残余应力场的三维有限元模型,模拟计算了不同厚度7050-T7451铝合金构件孔挤压强化的三维残余应力场分布。模拟结果表明,孔边残余应力沿厚度方向呈梯度分布,入口残余压应力最小,是易于产生裂纹的部位... 详细信息

运用有限元软件ANSYS建立了孔挤压强化残余应力场的三维有限元模型,模拟计算了不同厚度7050-T7451铝合金构件孔挤压强化的三维残余应力场分布。模拟结果表明,孔边残余应力沿厚度方向呈梯度分布,入口残余压应力最小,是易于产生裂纹的部位;入口残余压应力随构件厚度增加而增大,达到最大值后,随厚度增加而减小并逐渐趋于稳定值。同时,使用X射线衍射应力分析技术测量了实际试样的残余应力,结果表明,入口表面的残余压应力明显小于出口表面,并且实验测量值与有限元模拟值吻合较好。

关键词：孔挤压强化残余应力场有限元 X射线衍射分析

孔挤压强化对超高强7055-T7751厚板组织性能的影响

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航空材料学报 2010年第5期30卷 44-48页

作者：张坤龚澎宋德玉汝继刚北京航空材料研究院北京100095

采用挤压棒直接冷挤压的方法,对比分析了超高强7055-T7751铝合金厚板带孔试样孔挤压前后的疲劳寿命;通过透射电镜观察、扫描电镜观察以及X射线应力分析等方法,研究了7055-T7751厚板带孔试样的疲劳断口形貌特征、微观组织变化以及孔壁表... 详细信息

采用挤压棒直接冷挤压的方法,对比分析了超高强7055-T7751铝合金厚板带孔试样孔挤压前后的疲劳寿命;通过透射电镜观察、扫描电镜观察以及X射线应力分析等方法,研究了7055-T7751厚板带孔试样的疲劳断口形貌特征、微观组织变化以及孔壁表层的残余应力场。结果表明,采用3%~5%的挤压量对7055-T7751厚板进行孔挤压强化可取得较好的疲劳强化效果,试件的疲劳寿命提高了33倍以上;孔挤压后的强化层深度约为7mm,最大残余应力出现在距孔边约0.5mm处,应力值为-554MPa。强化层内形成的位错胞状结构和残余压应力可有效延缓疲劳裂纹的扩展速率,从而提高试件的疲劳寿命。

关键词： 7055-T7751铝合金厚板孔挤压强化挤压棒疲劳寿命残余应力

孔挤压强化对23Co14Ni12Cr3MoE钢疲劳性能的影响

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金属热处理 2007年第11期32卷 34-36页

作者：高玉魁北京航空材料研究院北京100095

采用孔挤压强化工艺使23Co14Ni12Cr3MoE高强度钢表面层产生残余压应力,用X射线应力分析仪测定了孔挤压强化残余应力场,对比了带孔试样机械加工与挤压强化状态下的疲劳S-N曲线,用SEM观察分析了疲劳断口特征。结果表明,23Co14Ni12Cr3MoE... 详细信息

采用孔挤压强化工艺使23Co14Ni12Cr3MoE高强度钢表面层产生残余压应力,用X射线应力分析仪测定了孔挤压强化残余应力场,对比了带孔试样机械加工与挤压强化状态下的疲劳S-N曲线,用SEM观察分析了疲劳断口特征。结果表明,23Co14Ni12Cr3MoE高强度钢经孔挤压强化后,1×106循环周次下的条件疲劳极限提高了26%;孔挤压试样的裂纹特征为1/2椭圆状的表面裂纹,而机械加工试样的裂纹特征是1/4椭圆状的角裂纹。

关键词： 23Co14Ni12Cr3MoE钢孔挤压强化疲劳残余应力

孔挤压强化对2124铝合金疲劳寿命及微观组织的影响

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航空材料学报 2016年第5期36卷 31-37页

作者：伊琳娜汝继刚黄敏宋德玉王亮北京航空材料研究院北京100095

采用疲劳试验、透射电镜、扫描电镜及X射线衍射仪等方法研究了2124-T851铝合金厚板不同参数孔挤压强化后疲劳寿命与显微组织的变化。结果表明:孔挤压强化后试样的疲劳寿命先随挤压量的增大而升高,随后又迅速降低,挤压量为0.4 mm时疲劳... 详细信息

采用疲劳试验、透射电镜、扫描电镜及X射线衍射仪等方法研究了2124-T851铝合金厚板不同参数孔挤压强化后疲劳寿命与显微组织的变化。结果表明:孔挤压强化后试样的疲劳寿命先随挤压量的增大而升高,随后又迅速降低,挤压量为0.4 mm时疲劳寿命达到峰值,较未强化增加12.66倍;组织观察结果表明孔挤压强化后,在孔壁强化层内形成了位错胞状结构和残余压应力,并且随挤压量增大先迅速增加然后趋于平缓,强化层的形成可以有效延缓疲劳裂纹的扩展速率;同时,适当的孔挤压强化可改善表面粗糙度,降低裂纹萌生几率,从而提高材料的疲劳寿命。

关键词： 2124铝合金孔挤压强化疲劳寿命残余应力表面粗糙度

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孔挤压强化技术研究进展

塑性工程学报 2024年第3期31卷 1-16页

作者：刘飞苏宏华徐九华梁勇楠葛恩德凡志磊南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 中国商飞上海飞机制造有限公司上海200436

概述了直接、间接和复合孔挤压强化的研究现状,从残余应力与微观组织的角度总结了孔挤压强化的抗疲劳强化机理,基于孔结构的疲劳寿命和断口形貌详细分析了孔挤压强化的疲劳性能。研究结果表明,孔挤压强化的孔结构孔壁形成残余压应力,孔... 详细信息

概述了直接、间接和复合孔挤压强化的研究现状,从残余应力与微观组织的角度总结了孔挤压强化的抗疲劳强化机理,基于孔结构的疲劳寿命和断口形貌详细分析了孔挤压强化的疲劳性能。研究结果表明,孔挤压强化的孔结构孔壁形成残余压应力,孔结构受到外加交变载荷时孔壁残余压应力能够抵消部分外加交变载荷产生的拉应力,降低了受载孔结构孔壁的应力峰值和平均应力;孔挤压强化的孔结构孔壁发生剧烈的塑性变形,孔壁微观组织发生细化,形成位错胞状结构,能够抑制晶粒的位错滑移,延缓了疲劳裂纹萌生,增大了疲劳裂纹萌生的门槛值,降低了疲劳裂纹扩展速率;在残余应力和微观组织的共同作用下,提高了孔挤压强化孔结构的疲劳寿命。最后,展望了孔挤压强化的发展趋势和研究问题。

关键词：孔挤压强化残余应力微观组织疲劳寿命

300M钢孔挤压强化疲劳断口扫描电镜观察与分析

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材料工程 1994年第1期22卷 31-34页

作者：华文君赵振业丁传富北京航空材料研究所

本文利用扫描电镜仔细观察了３００Ｍ钢孔挤压强化后疲劳断口的形貌；研究了疲劳裂纹的起始与扩展特征；探讨了孔挤压强化明显推迟疲劳裂纹起始、降低疲劳裂纹扩展速率的机理。

关键词：钢孔挤压强化疲劳断口扫描电镜

300M超高强度钢孔挤压强化残余应力场的三维模拟分析

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材料热处理学报 2014年第10期35卷 199-203页

作者：高玉魁赵艳丽仲政同济大学航空航天与力学学院上海200092

利用ANSYS有限元软件模拟计算了300M超高强度钢构件的孔挤压强化残余应力,建立了材料不同厚度构件的孔挤压残余应力场三维有限元模型,分析研究了构件厚度对残余应力场的影响,确定了最大残余压应力出现的位置,比较了孔挤压入口、中部和... 详细信息

利用ANSYS有限元软件模拟计算了300M超高强度钢构件的孔挤压强化残余应力,建立了材料不同厚度构件的孔挤压残余应力场三维有限元模型,分析研究了构件厚度对残余应力场的影响,确定了最大残余压应力出现的位置,比较了孔挤压入口、中部和出口处残余应力场的变化情况。结果表明,残余压应力沿孔壁厚度方向的分布是不均匀的,入口处残余压应力最小,出口处次之,而中部的残余压应力最大。

关键词：孔挤压强化残余应力场有限元三维模型

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孔挤压强化和工艺参数研究

机械设计与制造 2011年第11期 111-113页

作者：张洪双段晓飞河海大学机电工程学院常州213022 安阳工学院机械工程学院安阳455000

孔挤压强化可以显著提高机械连接的疲劳强度。采用有限元方法建立了孔挤压强化轴对称模型,得到了孔壁残余应力分布状态,建立了孔壁残余应力和孔径、板件厚度、挤压强化过盈量等工艺参数之间的关系曲线。结果表明,周向残余应力和孔径、... 详细信息

孔挤压强化可以显著提高机械连接的疲劳强度。采用有限元方法建立了孔挤压强化轴对称模型,得到了孔壁残余应力分布状态,建立了孔壁残余应力和孔径、板件厚度、挤压强化过盈量等工艺参数之间的关系曲线。结果表明,周向残余应力和孔径、挤压强化过盈量之间为对数关系,和板件厚度之间为线性关系;径向残余应力和孔径、挤压强化过盈量之间为对数关系,和板厚(以2.5mm为分界线)之间为线性关系,为孔挤压强化效果的定量化认识奠定了基础。

关键词：孔挤压强化残余应力工艺参数应力曲线有限元