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本文圍繞表面、狀態(tài)、強(qiáng)度、材料、塑性、噴丸、硬度、試樣、參量、應(yīng)力等有關(guān)詞展開(kāi)編寫(xiě)的關(guān)于材料硬度對(duì)噴丸組織強(qiáng)化效果的影響的表面狀態(tài)強(qiáng)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(biāo)是X線(xiàn)衍線(xiàn)的FWHM和顯微硬度。一般認(rèn)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(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)，提出了噴丸影響層半寬度被“加工軟化”的觀(guān)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)選用超高強(qiáng)度鋼作為實(shí)驗(yàn)材料。不同硬度的實(shí)驗(yàn)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(guò)使用半峰全寬參數(shù)來(lái)推斷表面的強(qiáng)度是不可靠的。拋丸機(jī)器

關(guān)鍵詞:硬度、半高寬、屈服強(qiáng)度、噴丸強(qiáng)化

1.介紹

大量實(shí)驗(yàn)表明，噴丸可以大大提高材料的疲勞強(qiáng)度。一般認(rèn)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(guò)程中獲得的材料表面的微觀(guān)組織強(qiáng)化也是提高疲勞性能的重要因素。材料的原始硬度對(duì)噴丸強(qiáng)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(gè)參數(shù)并不是的指標(biāo)。顯微硬度與材料的彈性、塑性、加工硬化、強(qiáng)度和韌性等一系列物理參數(shù)有關(guān)，是一個(gè)缺乏綜合性的指標(biāo)，其測(cè)量值還受到殘余應(yīng)力等因素的影響。

衍線(xiàn)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(duì)于同一樣品，上述兩個(gè)參數(shù)給出的結(jié)果有時(shí)差別很大。如果以顯微硬度和半高寬作為判斷微觀(guān)組織強(qiáng)化效果的指標(biāo)，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(shuō)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(qiáng)化。

x線(xiàn)應(yīng)力分析技術(shù)可以用來(lái)測(cè)量金屬材料在外載荷作用下的實(shí)際應(yīng)力，從而獲得其真實(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，由此可以得到表面屈服強(qiáng)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(duì)噴丸組織強(qiáng)化效果的影響。結(jié)果表明，硬質(zhì)材料的噴丸強(qiáng)化不是所謂的“加工軟化”拋丸機(jī)。

2.測(cè)試方法

2.1測(cè)試材料

試驗(yàn)選用4mm厚的40SiMnCrNiMoV超高強(qiáng)度鋼冷軋薄板?；瘜W(xué)成分按重量計(jì)為0.37c，1.43si，0.94mn，1.02cr，1.93ni，0.53mo，0.10v，0.0025s，0.001P。樣品的長(zhǎng)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(shí)，作為軟質(zhì)材料，其硬度測(cè)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(guò)研磨、化學(xué)腐蝕和電解拋光去除，對(duì)于非噴丸處理樣品，研磨影響層通過(guò)化學(xué)腐蝕和電解拋光去除。

2.4噴丸參數(shù)

拋丸在氣動(dòng)拋丸機(jī)上進(jìn)行。噴嘴到樣品表面的距離為150mm，覆蓋率超過(guò)100%。所用直徑0.6毫米，氣壓0.3兆帕，阿爾門(mén)強(qiáng)度0.37毫安.拋丸機(jī)

2.5X線(xiàn)應(yīng)力測(cè)量方法

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

3.測(cè)試結(jié)果和分析

測(cè)試的測(cè)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(cè)量和橫向應(yīng)力測(cè)量中ψ0=0的測(cè)量結(jié)果的平均值。它們分為兩部分:測(cè)量前和測(cè)量后。前者是指不加載表面屈服強(qiáng)度時(shí)的測(cè)試結(jié)果，反映了每個(gè)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(cè)量結(jié)果。它們之間的差異反映了外部載荷應(yīng)變對(duì)半峰全寬的影響。

表1噴丸前后參數(shù)隨硬度的變化

對(duì)于非噴丸試樣的表面硬度、半高寬(FWHM)和表面屈服強(qiáng)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(gè)參數(shù)的正相關(guān)關(guān)系說(shuō)明它們能正確反映熱處理?xiàng)l件對(duì)材料強(qiáng)度和性能不同程度的影響。

對(duì)比表面屈服強(qiáng)度測(cè)量前后的FWHM數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，測(cè)量過(guò)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(duì)中硬或軟質(zhì)試樣表面的FWHM值影響不大。

就像表面屈服強(qiáng)度測(cè)量中的小塑性變形對(duì)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?yàn)閲娡杼幚硪氲乃苄宰冃我蟮枚唷?/p>

在中硬狀態(tài)下，對(duì)樣品表面的半高寬影響不大。對(duì)于軟表面的半高寬，噴丸引起的大塑性變形與表面屈服強(qiáng)度測(cè)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(jī)器

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

同時(shí)，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(shuō)，噴丸處理提高了這些金屬表面的加工硬化能力。

通過(guò)前面的分析，可以得出塑性變形可以強(qiáng)化硬質(zhì)材料的結(jié)論。而不是通常認(rèn)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?？梢?jiàn)，表面屈服強(qiáng)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(duì)材料強(qiáng)度的影響。拋丸機(jī)器

4.結(jié)論

1.硬度、半高寬和表面屈服強(qiáng)度能不同程度地正確反映熱處理?xiàng)l件對(duì)材料強(qiáng)度特性影響。

2.塑性變形減小了硬表面的半寬度，但確實(shí)提高了它們的表面屈服強(qiáng)度。這說(shuō)明半高寬不能正確反映塑性變形對(duì)硬質(zhì)材料的影響。同時(shí)也說(shuō)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(duì)中硬表面的半寬度影響不大，但提高了這類(lèi)表面的屈服強(qiáng)度。這些結(jié)果表明，半寬度不能正確反映塑性變形對(duì)中硬表面強(qiáng)度指標(biāo)的影響。拋丸機(jī)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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