吴凌飞
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王强
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张志刚
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龙旭
材料保护
不同方式加工的高强度钢零件具有不同的表面状态,对其采用相同的喷丸工艺是否合理尚不明确.对不同表面粗糙度23Co14Ni12Cr3MoE超高强度钢作不同强度的喷丸强化.采用扫描电镜及白光干涉仪观察了喷丸试样的表面形貌,采用金相显微镜观察喷丸试样的表面组织,采用旋弯疲劳试验机测试了喷丸试样的疲劳性能,采用X射线衍射残余应力测试仪测试喷丸试样的残余应力.研究了喷丸强度对不同表面粗糙度超高强度钢的表面组织、形貌、残余应力场及疲劳性能的影响.结果表明:喷丸过程可以细化表面组织,引入残余压应力场,改变表面形貌特征,从而引起表面应力集中状况的改变,其改善效果与原始表面状态有关;对于初始表面粗糙度Ra≤0.4μm的表面,喷丸强化过程能有效提高材料的疲劳寿命,促使疲劳裂纹源内移;随表面粗糙度的提高,当应力集中状况过于严重时,表面组织细化和残余压应力对疲劳性能的提升作用会被抑制,喷丸工艺对疲劳寿命的提升效果大幅下降,疲劳裂纹源均位于表面.
关键词:
超高强度钢
,
喷丸
,
喷丸强度
,
表面状态
,
表面形貌
,
残余应力
,
疲劳性能
李松梅
,
吴凌飞
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刘建华
,
于美
,
文陈
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.012
采用载荷控制与应力强度因子控制两种方法研究超高强度钢AerMet100在不同裂纹扩展速率区域受到应力比和腐蚀环境影响的疲劳裂纹扩展行为.利用扫描电子显微镜(SEM)对断口进行观察.结果表明:疲劳裂纹扩展速率da/dN≤1×10-5mm/cycle时,当应力比R≤0.5,疲劳裂纹扩展门槛值△Kth随着应力比R增加而减小,当应力比R≥0.5,疲劳裂纹扩展门槛值变化趋于平缓;在da/dN≥1×10-5 mm/cycle时,疲劳裂纹扩展速率出现不受应力比影响的收敛现象.在da/dN≥1×10-5 mm/cycle时,腐蚀环境会加速疲劳裂纹扩展;在裂纹扩展速率da/dN≤1×10-5 mm/cycle时,由于氧化致裂纹尖端闭合效应,腐蚀环境导致裂纹扩展变慢,并使裂纹扩展门槛值增大.
关键词:
超高强度钢
,
应力比
,
腐蚀疲劳
,
疲劳裂纹扩展门槛值
,
裂纹闭合
