【摘要】：超聲噴丸技術(shù)是將超聲振動(dòng)作為能量源,驅(qū)動(dòng)丸粒(或者撞針)高速撞擊金屬材料表面,從而實(shí)現(xiàn)材料表面改性或變形的一種劇烈塑性變形技術(shù)。同傳統(tǒng)噴丸工藝比較有精度高、表面質(zhì)量好、易于控制等優(yōu)點(diǎn)。在利用超聲噴丸技術(shù)處理不同材料時(shí),工藝參數(shù)的變化影響材料表面形成的表面膜的結(jié)構(gòu)和性能。因此研究超聲噴丸工藝參數(shù)對材料組織性能的影響規(guī)律,對促進(jìn)該技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用具有重要的理論和工程意義。本文以7075鋁合金為實(shí)驗(yàn)材料,通過改變噴丸時(shí)間、丸粒大小、噴丸距離、超聲振幅等參數(shù),進(jìn)行超聲噴丸技術(shù)對材料表面改性的研究。研究超聲噴丸工藝對材料表層晶粒微觀結(jié)構(gòu)的改變,對材料電化學(xué)腐蝕性能的影響,分析材料表面硬度、粗糙度與超聲噴丸工藝參數(shù)間的關(guān)系。將超聲噴丸工藝同拉伸實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,對處理后的試樣進(jìn)行力學(xué)性能相關(guān)測試等。本文的主要工作如下:對7075鋁合金進(jìn)行超聲噴丸實(shí)驗(yàn),獲得了噴丸時(shí)間、丸粒直徑、噴丸距離、超聲振幅等超聲噴丸工藝參數(shù)對細(xì)晶層厚度的影響規(guī)律,對試樣表層晶粒的微觀結(jié)構(gòu)深入研究,總結(jié)試樣表層產(chǎn)生納米晶粒的成因。對超聲噴丸實(shí)驗(yàn)后的7075鋁合金試樣采用固溶時(shí)效熱處理,對比總結(jié)了試樣熱處理前后的表面硬度和微觀組織的變化規(guī)律。研究了超聲噴丸對試樣表面硬度的改變,得到了各工藝參數(shù)對試樣表面硬度、平均硬化速率的變化規(guī)律和性能最優(yōu)的工藝參數(shù)組合。根據(jù)試樣表面輪廓平面圖及立體圖,測量超聲噴丸處理后試樣表面凹坑直徑,揭示了超聲噴丸對表面粗糙度變化規(guī)律的內(nèi)在機(jī)理。研究了算術(shù)平均偏差、均方偏差、輪廓最大高度等隨工藝參數(shù)的變化,揭示了超聲噴丸工藝參數(shù)與試樣表面粗糙度之間的關(guān)系。研究了超聲噴丸對試樣電化學(xué)腐蝕性能的影響,根據(jù)電化學(xué)測試極化曲線、電化學(xué)測試阻抗譜等相關(guān)曲線圖譜及腐蝕形貌圖,分析得到了超聲噴丸對7075鋁合金電化學(xué)腐蝕性能的影響規(guī)律。對比超聲噴丸前后7075鋁合金電化學(xué)腐蝕過程,解釋了材料電化學(xué)腐蝕性能改變的內(nèi)在機(jī)理。研究了超聲噴丸對材料力學(xué)性能的影響。通過拉伸試樣,得到了不同噴丸工藝參數(shù)試樣的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線,研究了噴丸工藝參數(shù)對材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率以及斷口形貌的影響,得到了不同超聲噴丸工藝參數(shù)對材料力學(xué)性能及微觀組織的影響規(guī)律,分析了材料的各項(xiàng)力學(xué)性能與超聲噴丸各工藝參數(shù)之間的關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG668

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本文編號：2566951