對低碳鋼滲碳淬火試樣進(jìn)行表面水噴丸處理,研究水噴丸對滲層表面組織結(jié)構(gòu)及其疲勞裂紋擴(kuò)展速率的影響。結(jié)果表明:添加細(xì)玻璃丸的水噴丸處理能顯著細(xì)化表層亞結(jié)構(gòu),提高小角度晶界密度,并為滲層帶來有效的殘余壓應(yīng)力。在300 MPa水壓及600 mm/min掃描速率工藝下,可實(shí)現(xiàn)100μm左右深度,最高達(dá)1244 MPa的殘余壓應(yīng)力,其表面粗糙度Ra=0.195μm。疲勞裂紋速率試驗(yàn)結(jié)果顯示,經(jīng)過水噴丸處理后裂紋擴(kuò)展速率da/d N有增加的趨勢,這主要是因?yàn)楸砻鎵簯?yīng)力形成,增加了心部拉應(yīng)力,且表層的變形強(qiáng)化降低了裂紋尖端塑性區(qū)。 

【文章來源】：金屬熱處理. 2020,45(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

水射流噴丸處理試驗(yàn)滲碳鋼表面輪廓線(a)及粗糙度(b)

對不同試樣進(jìn)行表面殘余應(yīng)力分布測量，結(jié)果見圖2�？梢�，盡管3號樣在300 MPa,300 mm/min的沖刷作用下，表層有0.1 mm左右的物質(zhì)損失，但其最大壓應(yīng)力依然接近-1400 MPa水平，壓應(yīng)力深度約為170μm，而1號試樣由于噴射壓力較低，掃描速率較快，其最大壓應(yīng)力在距離表面約13μm的區(qū)域，約為-1100 MPa,2號試樣的壓應(yīng)力深度及最大壓應(yīng)力介于1號及3號樣之間。研究表明，采用水射流噴丸處理后可獲得表層殘余壓應(yīng)力，并且殘余壓應(yīng)力隨噴射工藝的差別而有明顯區(qū)別。圖3(a)是未進(jìn)行水流噴射的表層歐拉角圖，經(jīng)歷過水噴射處理后試樣微觀組織中小角度晶界密度明顯增加，位錯(cuò)墻向低角度晶界轉(zhuǎn)變，原來粗大的馬氏體束、塊等被分割成細(xì)小的亞結(jié)構(gòu)組織(見圖3(b))，因此通過對比可明顯觀察到微觀組織取向更為豐富及被細(xì)化的形貌。

圖3(a)是未進(jìn)行水流噴射的表層歐拉角圖，經(jīng)歷過水噴射處理后試樣微觀組織中小角度晶界密度明顯增加，位錯(cuò)墻向低角度晶界轉(zhuǎn)變，原來粗大的馬氏體束、塊等被分割成細(xì)小的亞結(jié)構(gòu)組織(見圖3(b))，因此通過對比可明顯觀察到微觀組織取向更為豐富及被細(xì)化的形貌。圖4(a)為未經(jīng)水噴丸處理試樣的TEM圖像，圖4(b)為經(jīng)過水噴射處理后2號樣的TEM圖像，和圖4(a)中具有較高密度馬氏體組織相比，經(jīng)過水噴丸后，滲層具有顯著的孿晶特征。水噴丸過程中的應(yīng)變促進(jìn)剪切帶的形成，分割了馬氏體，細(xì)化了微觀組織。


本文編號：3241673