喷丸处理

采用增压喷丸方式对 45 钢进行表面处理，在材料表面制得纳米结构表层，利用 SEM、TEM、 XRD 等 方法对纳米结构表层进行了观察与分析，采用盘-销式摩擦磨损试验机研究了纳米化前后表面的磨损性能。 结果 表明:增压喷丸使 45 刚表面发生严重的塑性变形，变形厚度约 30 μm，表层纳米晶尺寸约 65 nm，硬度比基体提 高 2 倍;在低载油润滑条件下 45 钢表面纳米化后表现出优异的耐磨性能。

高能喷丸技术对工业纯钛进行了表面纳米化处理，分析了表层组织和表层硬度，并通过与普 通喷丸的对比实验，研究了两种喷丸方法对工业纯钛疲劳性能的影响。结果得出，高能喷丸使表层组织 明显细化，得到了无明显特征的强烈塑性变形组织，表层硬度明显提高。但高能喷丸并没有使疲劳强度 大幅度提高，甚至低于传统喷丸。断口分析中发现，在高能喷丸疲劳断口裂纹源处，能看到由于喷丸不 当造成的表面深坑和微裂纹等表面机械损伤，这可能是高能喷丸表面纳米化比传统喷丸没有表现出更高疲劳强度的原因。

采用 100%和 300%覆盖率喷丸方法对 TC4 钛合金表面进行强化，分析了表面覆盖率和热暴露温度对合金表面残余应力场和 半高宽的影响。 结果表明:喷丸后，较高的覆盖率可以提高残余压应力的数值、深度及半高宽数值;经过 200 °C ×1 h 热暴露后，覆 盖率为 100%和 300%喷丸的钛合金表面残余应力场和半高宽分布基本一致，说明覆盖率偏高对于残余应力场的热稳定性有不利 影响;经过 500 °C ×1 h 热暴露后，覆盖率为 100%和 300%喷丸的钛合金表面残余应力场均松弛殆尽，说明热暴露温度对残余应力 具有重要影响，而表面层半高宽仍高于基体，说明喷丸产生的塑性形变强化效果仍可能存在。

为 了提 高发 动机 叶片的使 用寿命 ，延迟裂纹的萌生 ，通 常对其采 用喷丸强化处理。本 文概括 了发动 机叶片喷丸强化研究的意义和必要性，介绍了叶片喷丸强化的工艺参数，重点阐述了发动机叶片喷丸强化设备的 研 究，并对发动机叶 片喷丸设备的应用做 了总结。

对 TCl钛合金进行 了不 同液体喷丸工艺试验 ，分别 应用三点弯 曲高频疲 劳试 验和 x射线应力分 析 系统测试了材料的疲劳性能及表面残余应力分布，研究了不同喷丸工艺对疲劳性能和表面残余应力的影响。 结 果 表 明 ，一 定 范 围 内 ，喷 丸 压 力 越 大 ，表 面 残 余 应 力 越 高 ，疲 劳 极 限 越 高 。 但 喷 丸 压 力 增 加 到 一 定 限 度 时 ，疲 劳强度下降 。喷丸饱 和时间及 喷丸角度对表面残余应力和疲劳极限影响较小 。

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文主要介绍了喷丸强化机理，喷丸成型工艺的选择以及喷丸强化效果检测 的三个方面来详细介绍了喷丸技术对于提高材料抗疲劳性能或抗应力腐蚀的显著效果， 对于喷丸过程改进措施提供相应的依据。

采用陶瓷弹丸对 DD6单 晶高温合金进行 喷丸 ，研究喷 丸后 DD6单 晶表面形貌 、表面 粗糙度 、表 面层 组织 结构 、显 微 硬度等表面完整性性能变化 。结果 表明 :喷丸后 ，DD6单晶表面完 整性性能发 生较大变 化 ，表 面层 组织产生 严重塑 性 形变，表面粗糙度R 升高，然而，采用特定参数喷丸后，表面粗糙度上升的同时，表面应力集中系数反而下降。喷丸后 DD6单 晶表面 7相和 7相均发生剧烈 的位错增 殖 ，起 到组织 强化 的作用 。两 种工艺 喷丸后 ，表面显 微硬度 HV基本 一 致，达到620，比原始的磨削表面提高44 ，加工硬化显著。

采用数值仿真的方法，研究了激光冲击强化对175A型柴油机曲轴疲劳寿命的影响，取得了数值仿真 条件下曲轴过渡圆角处残余应力场的数据，数值仿真结果和实验结果的对比分析表明:数值仿真结果和实验结果 较为接近，从而验证所采用的材料本构模型、冲击波峰值压力和冲击波作用时间是精确的。通过此类激光冲击强 化仿真分析，可优化激光冲击的相关参数，使曲轴过渡圆角产生有利的残余应力场，从而为激光冲击强化曲轴提供 优化的工艺参数。

采用超 声波喷 丸装置， 对AA202 4进行不 同覆盖率 ( 100% ，200% ，300% ) 和相同强 度的超 声波喷丸 ， 研究 了喷丸 前后的表 面粗糙 度、显 微硬度、 残余应 力场及 半高宽等 表面完 整性特 征参数以 及覆盖 率 对疲劳寿命的影响。结果表明:覆盖率对表面完整性和疲劳寿命有重大影响，采用3∞%覆盖率喷 丸，可以使AA2024保持较小的表面粗糙度值(R。=1.6 tim)。较高的显微硬度，较好的残余应力分 布 及 稳 定 的 表 面 层 微 观 组 织 ， 这 些 因 素 使 得 AA2 0 2 4 的 疲 劳 寿 命 提 高 了 5 倍 以 上 ; 而 1 0 0 % 和 2 0 0 % 覆盖率对应的疲劳寿命则分别提高了2倍和4倍。

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