董 星,王瑞红,段 雄

(1.黑龙江科技大学机械工程学院,黑龙江哈尔滨 150022;2.黑龙江科技大学计算机与信息工程学院,黑龙江哈尔滨 150022;3.中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州 221008)

水射流喷丸强化的试验研究

董 星1,王瑞红2,段 雄3

(1.黑龙江科技大学机械工程学院,黑龙江哈尔滨 150022;2.黑龙江科技大学计算机与信息工程学院,黑龙江哈尔滨 150022;3.中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州 221008)

为获得水射流喷丸强化对材料表面力学特性和疲劳寿命的影响规律,选择喷丸压力、移动速度和靶距为影响因素,应用水射流对2A11铝合金和45钢进行喷丸试验;采用显微硬度计和X射线应力分析仪分别测定喷丸表面显微硬度和表面残余应力,利用扫描电子显微镜进行疲劳断口形貌观察,应用能谱仪进行内部疲劳源区夹杂物成分分析,获得水射流喷丸强化增益效果及疲劳裂纹萌生机制,指出水射流喷丸可以提高两种材料的表面显微硬度、表面残余压应力和疲劳寿命,并存在最大表面显微硬度靶距和最大表面残余压应力靶距,在试验条件下,2A11铝合金和45钢喷丸疲劳试样比未喷丸疲劳试样的疲劳寿命分别最大提高1.74倍和2.67倍,且水射流喷丸疲劳裂纹萌生位置的机制与传统喷丸相同。

水射流;喷丸强化;疲劳寿命;显微硬度;残余压应力

水射流喷丸强化是20世纪80年代末发展起来的一项湿法喷丸强化新技术[1],是高压水射流技术相对较新的应用领域。其工作原理就是以水为工作介质,将携带巨大能量的水射流连续不断地高速喷射到金属零件表面上,使零件表层材料在再结晶温度下产生塑性形变,呈现理想的组织结构和残余应力分布,达到提高金属零件疲劳抗力的目的[2]。……