凸轮轴表面强化处理后的残余应力对比分析

用X射线应力测量仪分别测定了凸轮轴经滚压、喷丸和滚压加喷丸3种表面强化后的表面残余应力场分布,同时测定了凸轮轴在500℃退火处理后的残余应力松弛情况。试验结果表明,3种工艺处理后的残余应力均为压应力,滚压后凸轮轴的表面残压应力均较其余两者大,滚压应为凸轮轴最佳表面强化工艺;滚压加喷丸处理显著降低了滚压工件表面残余压应力,减弱了滚压工艺的效果。     

激光喷丸强化IN718高温合金抗热腐蚀机理

为了研究激光喷丸对IN718高温合金抗热腐蚀性能的影响,首先对IN718高温合金进行高功率激光喷丸强化处理,随后将试样置于800 ℃环境中进行热腐蚀试验,分别对比了喷丸样和未喷丸样残余压应力、微观组织、热腐蚀动力学曲线、腐蚀层的表面形貌和截面形貌等热腐蚀特性,最后阐述了激光喷丸强化IN718高温合金抗热腐蚀的机理.结果表明,激光喷丸样表层产生残余压应力且晶粒细化,喷丸样热腐蚀速率明显低于未喷丸样,喷丸样的腐蚀裂纹和腐蚀坑洞减少.分析认为晶粒细化加快了试样表面保护性氧化膜形成速度,减小了氧化膜内热应力和生长应力,残余压应力提高表层氧化膜的黏附性.同时,晶粒细化以及高温下晶界δ相的析出阻碍了硫、氧等元素的侵入,减缓内硫化氧化速度,从而提高了IN718高温合金的抗热腐蚀性能.     

曲轴激光喷丸强化数值仿真

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.     

强力喷丸对接触疲劳性能的影响机理

对渗碳件用钢，经渗碳与强力喷丸复合强化处理后，对其强力喷丸所引入的冷作感化、残余应力场、表面损伤以及它们在接触应力作用下的动态行为、接触疲劳裂纹的形成与扩展、接触疲劳寿命等进行了全面系统的试验研究和理论分析，探讨了强力喷丸对渗碳件接触疲劳性能的影响机理。     

球铁曲轴激光淬火强化技术研究

介绍了曲轴激光淬火强化系统，采用千瓦级快速轴流激光器对球铁曲轴进行激光淬火强化试验，探讨了曲轴激光淬火强化时轴颈和圆角的激光扫描轨迹方式、功率密度及扫描速度等工艺参数对球铁激光强化性能的影响，指出了曲轴激光强化工程应用所要解决的主要问题。研究结果表明，球铁曲轴经激光淬火强化后，能获得较高的表面硬度和残余压应力，因而能有效的提高和改善曲轴的使用寿命。     

零件表面残余应力的影响及喷丸强化工艺的应用

机械零件在制造过程会产生残余应力,其残余拉应力使零件强度降低而发生疲劳损坏;而有目的地利用残余压应力,则可提高零件的强度,喷丸就是一项重要工艺措施之一。     

H13钢激光冲击处理后的残余应力研究

利用激光冲击强化技术对H13钢表面进行了强化处理,用扫描电镜观察了激光冲击处理后的表面组织与结构的变化,并用X-350A型X射线应力仪测定了激光冲击处理和回火处理后的残余应力。结果表明,激光冲击处理后的残余压应力为400MPa以上,工作温度500~550℃回火处理对其残余应力影响很小,回火稳定性较好。     

激光喷丸IN718镍基合金的高温晶粒演变规律及析出相分析

为了研究激光喷丸IN718镍基合金的高温晶粒演变规律及其高温析出相,开展了不同功率密度的激光喷丸强化试验,并对激光喷丸试样进行高温保持试验,对比分析了不同温度和激光功率密度作用下试样的显微硬度.此外,通过扫描电子显微镜(SEM)观测了试样的晶粒形貌,并采用能谱仪(EDS)对IN718合金的高温析出相进行分析.研究结果表明,高温保持冷却后试样的显微硬度值高于常温,且在700℃下激光喷丸试样表层显微硬度(HV)最高达到348;激光喷丸试样晶粒尺寸由原始的45μm减小到20～30μm,而在高温保持后晶粒尺寸增长到35μm左右;随着温度上升,IN718材料内部δ析出相逐渐增多,同时伴有TiN析出.最终,根据高温环境下晶粒演变规律和析出相分析,提出了激光喷丸IN718合金的高温强化机制.     

焊接顺序对T形接头焊接残余应力场的影响分析

文章重点通过焊接顺序对T形接头焊接残余应力场的影响展开分析,有效确定了正确的焊接方法,建立了有限元的分析模型,运用单元焊接技术,通过不同的焊接角度对T型接头的残余应力进行数字模拟和分析,以有效保证残余应力在焊接缝附近的应力大小符合焊接工作的质量标准。     

35CrMo旋转接头激光表面硬化技术的试验研究

用L9(34)正交试验法研究35CrMo旋转接头激光相变硬化工艺参数优化组合,分析了旋转接头激光相变硬化方法.试验结果表明:激光相变硬化层硬度比渗氮淬火提高了30%,耐磨性提高了1倍,表面残余应力为压应力;满足了旋转接头工作要求,为改进旋转接头表面处理方法提供了依据.     

激光冲击强化2024-T3铝合金的数值模拟与试验

表面冲击坑深度和残余应力大小是评价激光冲击强化效果的两个重要指标。采用数值模拟软件对激光冲击强化2024-T3铝合金进行了数值模拟,对模拟过程中的关键技术问题进行了处理,建立了有限元分析模型,并进行了试验验证。数值模拟的冲击坑深度和试验值相差为5.78%,模拟的表面残余压应力的最大值与试验所得的数值偏差为2.7%。     

激光冲击波技术在金属表面改性和成形中的应用

在对激光冲击强化技术的原理、特点及工程应用须解决的关键问题进行系统分析的基础上,介绍了激光冲击波技术在金属板材成形方面的最新研究进展：激光冲击成形和激光喷丸成形,对激光冲击成形和激光喷丸成形的机理、技术特点及国内外的研究现状进行了综述,并对今后的应用前景和发展趋势作了分析.     

激光冲击钛合金表面退火后的残余应力分布

选用钛合金Ti-6Al-4V进行激光冲击成形实验，发现其表面产生很大的残余拉应力和残余压应力。对不同后处理工艺条件下表面的残余应力进行了研究，结果发现：钛合金成形凹面具有良好的力学性能稳定性，其表面残余压应力不会随着退火温度的提高而降低；而其成形凸面的残余拉应力随着退火温度的提高逐渐消退，在371℃退火后，钛合金凸面上82．67％的残余拉应力消除，剩余残余拉应力仅为20．6MPa。经过高温退火后的钛合金具有良好的抗疲劳性能，可以满足飞机结构件的使用要求。     

基于水冷却的不锈钢板料激光热应力成形试验

通过改变激光束能量、光斑直径、扫描速度、扫描次数以及板材厚度对AISI304不锈钢板料进行弯曲试验，分析了在水冷却条件下各工艺参数对弯曲变形的影响，探讨了基于水冷却的板料热应力成形规律，并通过正交试验对相关工艺参数进行了优化。试验结果表明：0．6mm厚度的不锈钢板在线能量密度小于80J／mm时，工件不产生变形；在150～180J／mm范围内，热应力成形的效果最佳；扫描次数、光斑直径以及板材厚度对弯曲变形的影响较大。同时对水冷却条件下工件表面烧蚀及成形稳定性进行评估，提出了基于水冷却的板料激光热应力成形的新工艺，为精确控制板料激光热应力成形提供了试验基础。     

激光冲击约束层和吸收层的研究

为提高激光冲击效果，并提高生产效率，分别使用改进配方后的黑漆涂层配合水约束层和柔性贴膜技术对奥氏体不锈钢进行激光冲击试验，对冲击后的硬度和残余压应力进行分析比较。结果表明改进后的吸收层有更好的防护能力，且与水约束层配合可连续冲击，柔性贴膜技术提高了约束效果。     

激光冲击强化316不锈钢的滚动接触疲劳性能

对316不锈钢进行激光冲击处理,研究LSP后试样表面的力学性能,包括显微硬度、表面粗糙度和残余应力,同时进行滚动接触疲劳试验,比较了LSP前后试样接触疲劳的S-N曲线.结果表明:LSP能显著提高表面显微硬度,当激光单脉冲能量为6 J时,显微硬度增大20%;激光冲击影响层深度随着激光能量的增大而增大,激光能量为6 J时影响层深度约为0.9 mm;随着激光能量的增大,表面粗糙度呈上升趋势,从0.41 μm增大到1.91 μm;LSP在316不锈钢表面产生高达280 MPa的残余压应力幅值.滚动接触疲劳试验表明:LSP能有效改善316不锈钢的接触疲劳性能,未冲击的试样在接触应力为848 MPa和708 MPa时,疲劳寿命约为4.72×10⁴次和1.08×10⁵次,激光冲击后,在相同应力条件下试样的疲劳寿命分别提高了2.1%和15.0%.     

板料激光斜冲击下受力变形数学分析

金属板材的激光冲击成形通常采用激光束垂直作用于工件表面,产生垂直于表面的冲击波作用力使板料变形,但在曲面零件成形时很难满足法向垂直冲击,因此有必要对斜冲击下板料力学变形特性进行研究。本文研究了激光斜冲击受力变形模型,对板料深度方向(z轴)变形公式、板料短轴(y轴)在水平方向上变形公式进行了理论推导计算,通过把两变形合成,得到短轴(y轴)在空间内总变形公式,最后把实验测量结果与理论计算结果进行了比较,得出两者相符的结论。     

能束加工的温度场叠加效应

建立了能束加工中连续脉冲作用的温度场叠加模型,提出了叠加效应的概念及其与热冲击应力的关系,从而揭示了连续脉冲作用产生的叠加温度场与单脉冲在温度和热应力分布上的不同及其对裂纹和加工速度的影响.最后用实验验证了叠加效应的存在.