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超声冲击表面改性工艺的影响因素

航空制造技术 2021年第19期64卷 37-41页

作者：张涵朱蒋培曹小峰 EDDIE Barmor 曹小建南通大学南通226019 江苏宝钢精密钢丝有限公司南通226100

超声冲击表面改性技术采用机械方式,施加频率数万赫兹的正弦振动波,通过静荷载、步进速度、车床转速、冲击头尺寸、振幅等参数组合进行超声冲击,从而在金属表面诱导产生晶粒细化,最终获得纳米晶层。机械性能随静荷载和单位面积冲击次数... 详细信息

超声冲击表面改性技术采用机械方式,施加频率数万赫兹的正弦振动波,通过静荷载、步进速度、车床转速、冲击头尺寸、振幅等参数组合进行超声冲击,从而在金属表面诱导产生晶粒细化,最终获得纳米晶层。机械性能随静荷载和单位面积冲击次数的增加有明显改善,但过大的静荷载对表面平整度有损伤。超声冲击下表面塑性变形后的微裂纹易成为表面裂纹源且会加速表面裂纹扩展。较大尺寸8mm直径的冲击头处理后,表面纳米晶和残余应力场共同作用改变了裂纹萌生机制,弯曲疲劳下裂纹大量呈现内部萌生,不再都表现为表面起裂。振幅、润滑、温度等也会影响表面处理效果。这些因素对材料性能的影响不一致,需要针对不同材料不同工况进行优化组合,以达到最好的处理效果。

关键词：超声冲击表面改性纳米技术强度疲劳

超声冲击处理对服役态12Cr1MoV钢焊接接头的组织结构与性能影响

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电焊机 2023年第12期53卷 101-106页

作者：周洪洋蒋涛刘群张炳奇孙越孙旭牛安平大唐东北电力试验研究院有限公司吉林长春130012 辽宁大唐国际沈东热电有限责任公司辽宁沈阳110172

采用超声冲击(UIT)技术对在役12Cr1MoV钢焊接接头表面进行强化处理,分析了不同冲击参数下接头表面形貌、表层微观组织及硬度分布特征,并利用透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术对接头表面变形层的组织演化进行分析。结果表... 详细信息

采用超声冲击(UIT)技术对在役12Cr1MoV钢焊接接头表面进行强化处理,分析了不同冲击参数下接头表面形貌、表层微观组织及硬度分布特征,并利用透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术对接头表面变形层的组织演化进行分析。结果表明:超声冲击处理能够改善服役态12Cr1MoV钢焊接接头焊趾区几何形貌并提高焊趾处几何过渡半径和焊趾处硬度值,相较未冲击试样,当采用UIT1和UIT2冲击参数处理时,焊趾处过渡半径分别提高了108.2%和116.4%,相应地,焊趾处硬度平均值分别增加了32.3%和34.9%(距表面0.1 mm深度内)。此外,通过试验证实超声冲击处理能够在服役态12Cr1MoV钢焊接接头表层引入梯度纳米晶结构层,且晶粒发生纳米化主要依靠位错滑移方式实现。

关键词：超声冲击 12Cr1MoV钢微观组织纳米晶位错滑移

超声冲击结合电火花沉积的表面处理对TC4钛合金耐蚀性的影响

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腐蚀与防护 2021年第5期42卷 22-25,33页

作者：尚进曹玮陈永畅中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司上海201306

采用超声冲击与电火花沉积相结合的表面处理技术对TC4钛合金进行表面改性,在TC4钛合金表面制备了一层厚度约为11μm的致密改性层。通过扫描电镜、能谱、X射线衍射和电化学试验等方法对改性前后TC4钛合金的形貌、化学成分、相结构和耐蚀... 详细信息

采用超声冲击与电火花沉积相结合的表面处理技术对TC4钛合金进行表面改性,在TC4钛合金表面制备了一层厚度约为11μm的致密改性层。通过扫描电镜、能谱、X射线衍射和电化学试验等方法对改性前后TC4钛合金的形貌、化学成分、相结构和耐蚀性进行了研究。结果表明:TC4钛合金表面的改性层主要由钛氧化物Ti_(2)O、铝氧化物Al_(2)O_(3)和钛铝金属间化合物Al_(3)Ti组成;虽然改性层的自腐蚀电位略高于TC4钛合金基体的,但其腐蚀电流密度显著小于TC4钛合金基体的,同时改性层的电荷转移电阻也大于TC4钛合金的,故改性层比TC4钛合金基体拥有更好的耐蚀性。

关键词：超声冲击电火花沉积 TC4钛合金耐蚀性

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超声冲击强化技术处理焊接结构的研究进展

材料保护 2019年第11期52卷 139-145,150页

作者：李东东郑云初明进逯鹏北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044 中冶建筑研究总院有限公司北京100088

疲劳断裂是焊接结构失效的主要形式。采取有效的工艺措施处理焊接接头,对提高其疲劳寿命意义重大。超声冲击技术能有效消除残余拉应力并引入残余压应力、提高表面硬度、细化晶粒等,从而提升整体结构的疲劳寿命、增强钢材的耐磨性和耐腐... 详细信息

疲劳断裂是焊接结构失效的主要形式。采取有效的工艺措施处理焊接接头,对提高其疲劳寿命意义重大。超声冲击技术能有效消除残余拉应力并引入残余压应力、提高表面硬度、细化晶粒等,从而提升整体结构的疲劳寿命、增强钢材的耐磨性和耐腐蚀性。概述了超声冲击技术的研究背景、现状及最新进展,并就目前存在的问题及今后发展方向进行了分析与展望。

关键词：疲劳断裂超声冲击焊接结构残余应力表面硬度细化晶粒

超声冲击处理对5083铝合金焊接接头残余应力的影响

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江苏科技大学学报（自然科学版） 2021年第3期35卷 24-29页

作者：于华宽高飞丁立南胡浩邹家生江苏科技大学先进焊接技术省级重点试验室镇江212100

为了分析5083铝合金焊接接头残余应力分布和减少铝合金焊接接头残余拉应力,采用超声冲击处理技术对焊接接头进行处理,使用X射线衍射仪测试焊接接头冲击前后表面的残余应力.结果表明:纵向残余应力在焊缝起点和终点附近趋于零应力状态,中... 详细信息

为了分析5083铝合金焊接接头残余应力分布和减少铝合金焊接接头残余拉应力,采用超声冲击处理技术对焊接接头进行处理,使用X射线衍射仪测试焊接接头冲击前后表面的残余应力.结果表明:纵向残余应力在焊缝起点和终点附近趋于零应力状态,中间稳定区为较大的拉应力;在近焊缝中心两侧为较大的拉应力,远离焊缝的两端为较小的压应力.经过超声冲击处理后的焊接接头,冲击区域的残余应力由较大的拉应力转变为压应力,随着冲击强度的增加,冲击区域表面的压应力也逐渐增大,当冲击强度大于2.0 s/cm2后,冲击产生的压应力值最终在220 MPa处波动;只冲击焊趾也可以降低焊趾和焊缝的残余应力,但与全覆盖冲击相比,焊缝的残余应力下降程度较小;随着抛光深度的增加,超声冲击引入的压应力逐渐减小,在抛光深度达到2 mm后,冲击后的焊缝残余应力和未冲击处理的残余应力保持一致.

关键词： 5083铝合金超声冲击焊接接头残余应力

超声冲击影响激光熔覆层组织及应力状态的研究

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超声冲击影响激光熔覆层组织及应力状态的研究

作者：张津毓江苏科技大学

学位级别：硕士

应力是影响甚至决定激光熔覆层服役质量的重要因素。超声冲击处理可以有效地调节应力分布,为激光熔覆产品的质量提供保障。本研究基于超声冲击处理技术,以Fe314合金激光熔覆层试样为研究对象,从实验研究和仿真模拟两方面研究超声冲击覆... 详细信息

应力是影响甚至决定激光熔覆层服役质量的重要因素。超声冲击处理可以有效地调节应力分布,为激光熔覆产品的质量提供保障。本研究基于超声冲击处理技术,以Fe314合金激光熔覆层试样为研究对象,从实验研究和仿真模拟两方面研究超声冲击覆盖率与熔覆层性能及残余应力状态之间关系。基于此,本文首先探究了超声冲击覆盖率对激光熔覆层显微组织、硬度、耐蚀性的影响及作用机理;然后本文建立了超声冲击数值模型,在定点单次冲击模型中分析了超声冲击过程中熔覆层应力和其变形程度的变化规律,并优化了数值模拟中的超声冲击参数;最后,本文研究了超声冲击覆盖率对无预应力及有预应力下激光熔覆层残余应力分布的影响规律。本文的主要研究内容如下:首先,研究了不同超声冲击覆盖率激光熔覆层的金相组织、硬度、耐蚀性等性能。由超声冲击后激光熔覆层的金相组织可知,当超声冲击覆盖率较小时,激光熔覆层内部晶粒尺寸发生明显变化,且该变化随深度（到表面的距离）的增大而逐渐减弱;当超声冲击覆盖率达到300%时,激光熔覆层表面发生了明显的塑性变形,且该变形程度及其厚度均随覆盖率的增大而逐渐变大。对施加超声冲击后激光熔覆层的硬度进行测量可以发现,施加超声冲击后的激光熔覆层硬度较未施加超声冲击的激光熔覆层硬度显著提高。对施加超声冲击后激光熔覆层的表面粗糙度进行测量可知,施加超声冲击后的激光熔覆层的表面粗糙度随着冲击覆盖率的增加而呈先升高后降低的规律。对冲击后激光熔覆层耐蚀性进行研究发现,超声冲击覆盖率较小时,激光熔覆层的耐蚀性变差,但当超声冲击覆盖率较高时,其耐蚀性显著提升。其次,分析了施加定点单次超声冲击时,其过程中熔覆层应力和塑性变形的变化规律。分析超声冲击不同参数对熔覆层应力分布的影响可以发现,超声冲击处理过程可分为两个阶段（即冲击过程和反弹过程）,反弹过程结束,试件表面的位移不在发生变化,应力场呈现拉-压-拉应力分布。随着冲击针下压位移的增加,压应力层厚度、最大压应力的深度和数值均随之增大。而冲击频率对熔覆层的应力及其塑性变形程度影响并不大,对其结果分析可知,随冲击频率的增加,最大应力值及形变程度均有所增大,但其增大的幅度并不明显。除此之外,冲击针针头半径增加也会使得激光熔覆层表面变形区域的宽度略有增大,压应力层厚度和塑性区深度亦略有增大,但最大压应力值略有变小。最后,建立了不同超声冲击覆盖率下的模型,并研究了冲击间距、冲击方式、预应力状态对熔覆层应力状态分布的影响规律,可以发现:当超声冲击间距等同单次冲击后的塑性变形宽度并且使用交错冲击方式时,可以使多覆盖率下的应力分布更均匀。随超声冲击覆盖率的增加,熔覆层的压应力层厚度和最大残余压应力值均明显提升。与未施加预应力时熔覆的应力状态对比可知,超声冲击覆盖率相同时,施加预应力后熔覆层的压应力层厚度和最大残余压应力均发生明显提升。

关键词：激光熔覆超声冲击覆盖率有限元模拟残余应力

超声冲击对7N01P-T4铝合金焊接接头疲劳寿命及应力腐蚀性能的影响

同方学位论文库评论

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热加工工艺 2020年第23期49卷 19-22页

作者：刘军杜亦璨苗国民耿小亮西北工业大学力学与土木建筑学院陕西西安710129 中车广东轨道交通车辆有限公司广东江门529100

对动车组车体用7N01P-T4铝合金典型焊接接头进行超声冲击强化,并对强化前后的应力分布、疲劳性能、应力腐蚀性能等进行了对比试验。结果表明:超声冲击在焊接接头内引入了残余压应力,可以提高铝合金焊接接头的疲劳寿命,同时有效改善了焊... 详细信息

对动车组车体用7N01P-T4铝合金典型焊接接头进行超声冲击强化,并对强化前后的应力分布、疲劳性能、应力腐蚀性能等进行了对比试验。结果表明:超声冲击在焊接接头内引入了残余压应力,可以提高铝合金焊接接头的疲劳寿命,同时有效改善了焊接接头的应力腐蚀性能。

关键词： 7N01P-T4 铝合金焊接超声冲击疲劳寿命应力腐蚀

超声冲击处理对服役态12Cr1MoV钢焊接接头的组织结构与性能影响研究

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超声冲击处理对服役态12Cr1MoV钢焊接接头的组织结构与性能影响研...

超声冲击对高强铝合金搅拌摩擦焊接接头疲劳机制影响的研究进展

2023年电力行业技术监督工作交流会暨专业技术论坛

作者：周洪洋董志臣蒋涛刘欣张炳奇刘群孙旭大唐东北电力试验研究院有限公司辽宁大唐国际锦州热电有限责任公司

本文采用超声冲击(UIT)技术对在役12Cr1Mo V钢焊接接头表面进行强化处理,分析了不同冲击参数下接头表面形貌、表层微观组织及硬度分布特征,并利用透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术对接头表面变形层的组织演化进行分析。... 详细信息

本文采用超声冲击(UIT)技术对在役12Cr1Mo V钢焊接接头表面进行强化处理,分析了不同冲击参数下接头表面形貌、表层微观组织及硬度分布特征,并利用透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术对接头表面变形层的组织演化进行分析。结果表明:超声冲击处理能够改善服役态12Cr1Mo V钢焊接接头焊趾区几何形貌并提高焊趾处几何过渡半径和焊趾处硬度值,相较未冲击试样,当采用UIT1和UIT2冲击参数处理时,焊趾处过渡半径分别提高了108.2%和116.4%,相应地,焊趾处硬度平均值分别增加了32.3%和34.9%(距表面0.1mm深度内)。此外,通过试验证实超声冲击处理能够在服役态12Cr1Mo V钢焊接接头表层引入梯度纳米晶结构层,且晶粒发生纳米化主要依靠位错滑移方式实现。

关键词：超声冲击 12Cr1MoV钢微观组织纳米晶位错滑移

来源： cnki会议评论

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轻合金加工技术 2020年第1期48卷 7-14,31页

作者：李辉付磊林莉黄新杰罗云蓉李秀兰范琪谌理飞四川轻化工大学机械工程学院四川自贡643000 四川大学空天科学与工程学院四川成都610065 四川轻化工大学材料科学与工程学院四川自贡643000

疲劳破坏常源于材料表面及次表面,同时也是材料最主要的失效方式,搅拌摩擦焊接结构也不例外。因此,提升焊接接头表面性能对于提高焊接接头疲劳寿命显得尤为重要。超声冲击处理技术作为一种新型表面后处理技术,对焊接接头疲劳性能的影响... 详细信息

疲劳破坏常源于材料表面及次表面,同时也是材料最主要的失效方式,搅拌摩擦焊接结构也不例外。因此,提升焊接接头表面性能对于提高焊接接头疲劳寿命显得尤为重要。超声冲击处理技术作为一种新型表面后处理技术,对焊接接头疲劳性能的影响机制受到广泛关注与研究。作者对超声冲击改善搅拌摩擦焊焊接接头应力集中、残余应力、微观组织、不同超声冲击参数对接头疲劳性能的影响以及数值模拟技术与应力-寿命曲线在整个研究过程中的应用等方面进行综述,并展望超声冲击处理技术未来的研究方向。

关键词：超声冲击搅拌摩擦焊焊接接头疲劳机制