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本文圍繞表面、狀態(tài)、強度、材料、塑性、噴丸、硬度、試樣、參量、應(yīng)力等有關(guān)詞展開編寫的關(guān)于材料硬度對噴丸組織強化效果的影響的表面狀態(tài)強度相關(guān)文章，僅供大家了解學(xué)習(xí)。

目前，用于表征金屬材料力學(xué)特性的常用指標是X線衍線的FWHM和顯微硬度。一般認為，材料的FWHM越大，其硬度就越高。許多從事噴丸研究的學(xué)者從硬質(zhì)材料噴丸影響層半寬度減小的實驗事實出發(fā)，提出了噴丸影響層半寬度被“加工軟化”的觀點。實驗選用超高強度鋼作為實驗材料。不同硬度的實驗結(jié)果表明，噴丸處理大大降低了硬質(zhì)表面的FWHM，但卻使噴丸硬化。這表明通過使用半峰全寬參數(shù)來推斷表面的強度是不可靠的。拋丸機器

關(guān)鍵詞:硬度、半高寬、屈服強度、噴丸強化

1.介紹

大量實驗表明，噴丸可以大大提高材料的疲勞強度。一般認為，除了在易發(fā)生疲勞破壞的表面引入殘余壓應(yīng)力外，在噴涂九的過程中獲得的材料表面的微觀組織強化也是提高疲勞性能的重要因素。材料的原始硬度對噴丸強化效果影響很大，一般表現(xiàn)為顯微硬度和半高寬，但這兩個參數(shù)并不是的指標。顯微硬度與材料的彈性、塑性、加工硬化、強度和韌性等一系列物理參數(shù)有關(guān)，是一個缺乏綜合性的指標，其測量值還受到殘余應(yīng)力等因素的影響。

衍線的半峰全寬代表材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，只能間接反映材料的力學(xué)特性。對于同一樣品，上述兩個參數(shù)給出的結(jié)果有時差別很大。如果以顯微硬度和半高寬作為判斷微觀組織強化效果的指標，一般規(guī)律是軟態(tài)材料的噴丸效果較好，而硬態(tài)材料出現(xiàn)所謂的“半秒軟化”，即噴丸后金屬硬態(tài)材料表層半高寬值減小，顯微硬度降低，說明材料發(fā)生了軟化。另一方面，這種材料表層的殘余應(yīng)力不易，試樣的高周疲勞性能大大提高，表明表層得到了噴丸強化。

x線應(yīng)力分析技術(shù)可以用來測量金屬材料在外載荷作用下的實際應(yīng)力，從而獲得其真實的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，由此可以得到表面屈服強度和加工硬化指數(shù)。在此基礎(chǔ)上，本文研究了材料的原始硬度對噴丸組織強化效果的影響。結(jié)果表明，硬質(zhì)材料的噴丸強化不是所謂的“加工軟化”拋丸機。

2.測試方法

2.1測試材料

試驗選用4mm厚的40SiMnCrNiMoV超高強度鋼冷軋薄板?；瘜W(xué)成分按重量計為0.37c，1.43si，0.94mn，1.02cr，1.93ni，0.53mo，0.10v，0.0025s，0.001P。樣品的長度方向與結(jié)合方向一致。

2.2熱處理工藝

退火工藝為℃小時，作為軟質(zhì)材料，其硬度測定為。中硬態(tài)和硬態(tài)在鹽爐中加熱至℃，保溫分鐘。油淬中硬態(tài)材料的回火工藝為℃，硬度為℃，硬度為HRC52。

2.3表面處理

所有樣品分別通過研磨、化學(xué)腐蝕和電解拋光去除，對于非噴丸處理樣品，研磨影響層通過化學(xué)腐蝕和電解拋光去除。

2.4噴丸參數(shù)

拋丸在氣動拋丸機上進行。噴嘴到樣品表面的距離為150mm，覆蓋率超過100%。所用直徑0.6毫米，氣壓0.3兆帕，阿爾門強度0.37毫安.拋丸機

2.5X線應(yīng)力測量方法

使用的設(shè)備是MSF-2903X，線應(yīng)力測試儀，選用的特征譜線和衍晶面分別是CrK。和a-Fe(211)面，采用單軸拉伸加載，用測斜儀測量縱向應(yīng)力，用常規(guī)方法測量橫向應(yīng)力。

3.測試結(jié)果和分析

測試的測量結(jié)果如表1所示。表中的半峰全寬數(shù)據(jù)是縱向應(yīng)力測量和橫向應(yīng)力測量中ψ0=0的測量結(jié)果的平均值。它們分為兩部分:測量前和測量后。前者是指不加載表面屈服強度時的測試結(jié)果，反映了每個表面的原始狀態(tài)，后者是指在較大的外載應(yīng)變下全部卸載后的測量結(jié)果。它們之間的差異反映了外部載荷應(yīng)變對半峰全寬的影響。

表1噴丸前后參數(shù)隨硬度的變化

對于非噴丸試樣的表面硬度、半高寬(FWHM)和表面屈服強度，軟態(tài)的數(shù)值較低，而中硬態(tài)的數(shù)值居中。

硬態(tài)的值較高，三個參數(shù)的正相關(guān)關(guān)系說明它們能正確反映熱處理條件對材料強度和性能不同程度的影響。

對比表面屈服強度測量前后的FWHM數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，測量過程中的塑性變形(一般小于0.3%)明顯降低了硬質(zhì)試樣表面的FWHM值，而對中硬或軟質(zhì)試樣表面的FWHM值影響不大。

就像表面屈服強度測量中的小塑性變形對半寬的影響一樣，噴丸處理也降低了所有硬表面的半寬，但降低幅度要大得多，因為噴丸處理引入的塑性變形要大得多。

在中硬狀態(tài)下，對樣品表面的半高寬影響不大。對于軟表面的半高寬，噴丸引起的大塑性變形與表面屈服強度測量引起的小塑性變形完全不同，軟表面L形勺的半高寬明顯增大。拋丸機器

然而，噴丸處理提高了所有狀態(tài)下的表面屈服強度，并且已報道的噴丸表面在軟狀態(tài)下的強度是噴丸狀態(tài)的兩倍以上。

同時，噴丸處理提高了所有試樣表面的加工硬化指數(shù)，也就是說，噴丸處理提高了這些金屬表面的加工硬化能力。

通過前面的分析，可以得出塑性變形可以強化硬質(zhì)材料的結(jié)論。而不是通常認為的“加工軟化”。這一結(jié)論也與噴丸后硬質(zhì)材料疲勞性能的提高相一致。可見，表面屈服強度是比半峰全寬更的參數(shù)，半峰全寬不能正確反映塑性變形對材料強度的影響。拋丸機器

4.結(jié)論

1.硬度、半高寬和表面屈服強度能不同程度地正確反映熱處理條件對材料強度特性影響。

2.塑性變形減小了硬表面的半寬度，但確實提高了它們的表面屈服強度。這說明半高寬不能正確反映塑性變形對硬質(zhì)材料的影響。同時也說明噴丸使硬質(zhì)材料表層加工硬化，而不是加工軟化。

3.小塑性變形和噴丸對中硬表面的半寬度影響不大，但提高了這類表面的屈服強度。這些結(jié)果表明，半寬度不能正確反映塑性變形對中硬表面強度指標的影響。拋丸機器

4.未噴丸表面的半寬度越大，塑性變形范圍內(nèi)的加工硬化指數(shù)越大。噴丸處理提高了大多數(shù)表面塑性變形范圍的加工硬化能力。

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