一本无码中文字幕在线观

<th id="lpdl3"></th><big id="lpdl3"><sub id="lpdl3"></sub></big>

    <font id="lpdl3"></font>
      <progress id="lpdl3"></progress>

      <noframes id="lpdl3">
        <b id="lpdl3"></b>

            <sub id="lpdl3"><span id="lpdl3"></span></sub>
            <big id="lpdl3"><form id="lpdl3"><nobr id="lpdl3"></nobr></form></big>

            歡迎訪問青島華盛泰拋丸機械有限公司網站!

            新聞中心
            聯系我們

            聯系人: 劉先生

            手機:134-7582-0929

            電話:0532-85136159

            地址:山東省青島市黃島區魯山路187號

            企業新聞

            不同強度拋噴丸處理后鋁鋰合金表面的殘余應力

            作者:pwj 發布時間:2018-04-23點擊:
            摘    要:

            在不同拋噴丸強度下對鋁鋰合金進行了表面拋噴丸處理,采用X射線衍射法和盲孔法分析了其表面及近表層的殘余應力。結果表明:采用不同拋噴丸強度處理后試樣表面90°方向(平行噴嘴移動方向)的殘余壓應力高于0°方向(垂直噴嘴移動方向)的,90°方向的衍射峰積分寬度大于0°方向的,說明拋噴丸強化后試樣在90°方向產生了更大的微應變;試樣近表層殘余壓應力隨層深的增加先增大后減小,最終趨于0;較高強度拋噴丸處理后試樣表面和距表面0.15mm內的殘余壓應力小于較低拋噴丸強度處理的,而最大殘余壓應力、最大殘余壓應力深度以及殘余壓應力場深度均大于較低強度拋噴丸處理后的。
             

            0 引言

            鋰是自然界密度最小的金屬,在鋁合金中每添加質量分數為1%的鋰,可使合金的密度降低3%,彈性模量提高6%。因此鋁鋰合金作為一種低密度、高彈性模量、高比強度和高比剛度的材料,已成為新一代航空、航天材料研發的重點[1-5]。

            為了能更好地發揮金屬材料特性、提高其抗疲勞斷裂性能、延長結構件的使用壽命,工程上往往通過表面強化技術在結構件表面引入殘余壓應力。在眾多表面強化技術中,拋噴丸強化工藝因具有不受材料種類限制、不受零件幾何形狀與尺寸的局限等特點得到了廣泛研究與應用。該工藝通過高速運動的彈丸流對材料表面的沖擊,使材料表層產生加工硬化和組織細化,并伴隨彈-塑性變形而引入殘余壓應力[6-8]。

            殘余應力狀態是評估拋噴丸工藝優劣的重要參數。常用的拋噴丸殘余壓應力特征參量有表面殘余壓應力、最大殘余壓應力、最大殘余壓應力深度和殘余壓應力場深度,這些參量的獲取和分析均依賴于準確有效的殘余應力測試技術。目前廣泛應用于工業領域的殘余應力測試方法主要有X射線衍射法和盲孔法。X射線衍射法具有無破壞、理論成熟等特點[9],國際通用測試標準為EN 15305-2008;盲孔法屬于一種半破壞方法,具有操作簡單、測量方便等特點,美國ASTM E837-08標準中新增了非均勻應力測試規范,使盲孔法測試試樣不同深度的殘余應力成為可能。目前,有關鋁鋰合金拋噴丸處理后表面殘余應力分布的研究報道較少,為此,作者采用不同的拋噴丸強度對鋁鋰合金進行了拋噴丸處理,并分別使用X射線衍射法和盲孔法對拋噴丸后的表層殘余應力進行了測試,為拋噴丸工藝參數設計與優化提供參考。

            1 試樣制備與試驗方法

            1.1 試樣制備

            試驗材料為T8態鋁鋰合金板材,其化學成分如表1 所示。拋噴丸試樣的尺寸為50 mm×50 mm×3mm,拋噴丸區域及殘余應力測試點及測試方向如圖1所示,測試點位于試樣表面中心,0°方向為垂直于噴嘴水平移動方向,90°方向為平行于噴嘴水平移動方向。

            表1 鋁鋰合金的化學成分(質量分數)Tab.1 Chemical composition of aluminum-lithium alloy (mass)    下載原表

            表1 鋁鋰合金的化學成分(質量分數)Tab.1 Chemical composition of aluminum-lithium alloy (mass)
            圖1 噴丸試樣尺寸及殘余應力測試示意Fig.1 Size of the shot-peened specimen and schematic map of residual stress measurement

            圖1 拋噴丸試樣尺寸及殘余應力測試示意Fig.1 Size of the shot-peened specimen and schematic map of residual stress measurement   下載原圖

             

            選用鑄鋼彈丸在數控PW-1型干式拋噴丸機上對合金進行拋噴丸處理,使用A型阿爾門試片測拋噴丸強度,拋噴丸工藝參數如表2所示。拋噴丸強度是評價拋噴丸強化工藝的一個非常重要的參數指標,也是確保拋噴丸處理可重復性的關鍵因素,它由彈丸類型、噴射氣壓、噴射時間、噴射距離等工藝參數共同確定。

            表2 拋噴丸工藝參數Tab.2 Shot peening parameters    下載原表

            表2 噴丸工藝參數Tab.2 Shot peening parameters

            1.2 試驗方法

            依據EN 15305-2008,使用LXRD大功率X射線衍射儀測試了試樣表面中心點處0°和90°方向的殘余應力,工作條件為鉻靶,Kα射線,波長0.154 183 8nm,衍射晶面(311),衍射角2θ 為139°,彈性常數1/2S2為19.54×10MPa。使用固定ψ0法進行測試,ψ0分別為20.5°,16.68°,11.05°,4.8°,2.91°,0°,-2.91°,-4.8°,-11.05°,-16.68°,-20.5°,每個角度曝光10次。為減少組織中粗大晶粒對測試結果的影響,測試時在每一個ψ0值再進行±3°的擺動,以增加衍射晶面數量從而得到滿意的峰形。

            依據ASTM E837-08,使用MTS3000型自動鉆孔殘余應力儀對距表面1mm范圍內的殘余應力進行測試,為避免在鉆孔過程中產生附加應力,使用由高速氣動渦輪驅動的銑刀在試樣中心點鉆取2mm深的盲孔,銑刀直徑為1.6mm,每次鉆孔步進增量為25μm,每一增量的應變讀數均在穩定后讀取,應變片測量圓直徑8.4mm。

            2 試驗結果與討論

            2.1 表面殘余應力

            依據EN 15305-2008,殘余應力X射線測試結果準確性的評價標準應該滿足以下要求:(1)當X射線應力測試結果 時,測試結果的不確定度應滿足 ;(2)當X射線應力測試結果 時,測試結果的不確定度滿足 或者 ,取兩者中最大值作為上限。試驗測得鋁鋰合金表面殘余應力的不確定度最大為3 MPa,滿足EN 15305-2008要求。

            由圖2可知,拋噴丸處理前1試樣在0°方向存在7 MPa的殘余壓應力,在90°方向存在4 MPa的殘余拉應力,2試樣在0°和90°方向分別存在10 MPa和1 MPa的殘余拉應力;拋噴丸強化后,1和2試樣表面0°方向的殘余應力均為壓應力,分別為171,137MPa,小于90°方向的195MPa和148MPa。隨著拋噴丸強度增大,0°與90°方向的殘余應力均增大。

             

            圖2不同強度拋噴丸處理前后試樣表面0°和90°方向的殘余應力Fig.2 Surface residual stresses in 0°and 90°directions of the specimens before(a)and after(b)treated at different shot peening intensities

            由圖3可以看出,無論是1試樣還是2試樣,其90°方向的衍射峰積分寬度均大于0°方向的,說明試樣在90°方向產生了更大的微應變[10]。表面殘余壓應力的分布表現出方向性,其原因可能與噴射區尺寸規則性、試樣板材軋制流線方向以及噴嘴移動方向等因素有關。

             

            圖3不同強度拋噴丸處理后試樣表面0°和90°方向的衍射峰積分寬度Fig.3 Integral breadth of diffraction peaks in 0°and 90°directions of the specimens after treated at different shot peeing intensities

            2.2 殘余應力分布

            由圖4 可知,1和2試樣的殘余壓應力均隨深度的增加先增大后減小,并分別在距表面0.5mm和0.7mm左右變成拉應力,最終在距表面0.9mm左右趨于零。高速運動的彈丸與試樣表面發生撞擊并傳遞能量的同時,試樣表層也產生了塑性變形,且塑性變形從強化層外層向內逐漸減小,呈梯度分布;塑性變形的存在導致殘余壓應力發生松弛,使得從強化層內部到試樣表面一定范圍內的殘余壓應力逐漸減小,產生了所謂“鉤型”的殘余壓應力場[11]。

             

            圖4不同強度拋噴丸處理后試樣中殘余應力沿層深的分布Fig.4 Residual stress distributions along the depth in the specimens after treated at different shot peening intensities

            結合圖2和圖4還可發現,雖然2試樣的拋噴丸強度要高于1試樣的,但其表面及距表面0.15mm內的殘余壓應力反而低于1試樣的,這種在較高強度拋噴丸處理后表面和近表面殘余應力較低的現象在其他材料的拋噴丸強化研究中也有報道[6]。這是由于試樣表面經彈丸多次撞擊后發生了塑性流變,導致表層應力部分釋放所致。1試樣的最大殘余壓應力為454 MPa,位于距表面0.125mm處,殘余壓應力層深度約為0.5mm;2試樣的最大殘余壓應力為539 MPa,位于距表面0.275mm處,殘余壓應力層深度約為0.7 mm,由此可見較高強度拋噴丸處理得到的最大殘余壓應力、最大殘余壓應力的深度以及殘余壓應力場的深度也較大。

            3 結論

            (1)經不同強度拋噴丸處理后,鋁鋰合金試樣表面殘余應力均為壓應力,90°方向的殘余壓應力均高于0°方向的,表現出方向性;90°方向的衍射峰積分寬度均大于0°方向的,說明拋噴丸后試樣在90°方向產生了更大的微應變。

            (2)不同強度拋噴丸處理后試樣中殘余壓應力均隨層深的增加先增大后減小,最終轉變成拉應力后趨于0;在較高強度拋噴丸處理后試樣的表面和距表面0.15mm內殘余壓應力小于較低強度拋噴丸處理的,而最大殘余壓應力、最大殘余壓應力的深度以及殘余壓應力場的深度均大于較低強度拋噴丸處理的。


            新聞資訊
            相關產品
            在線客服
            聯系方式

            熱線電話

            134-7582-0929

            上班時間

            周一到周日

            公司電話

            0532-85136159

            二維碼
            一本无码中文字幕在线观
            <th id="lpdl3"></th><big id="lpdl3"><sub id="lpdl3"></sub></big>

              <font id="lpdl3"></font>
                <progress id="lpdl3"></progress>

                <noframes id="lpdl3">
                  <b id="lpdl3"></b>

                      <sub id="lpdl3"><span id="lpdl3"></span></sub>
                      <big id="lpdl3"><form id="lpdl3"><nobr id="lpdl3"></nobr></form></big>