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激光喷丸-机械喷丸复合强化对GH4169合金表面完整性和振动疲劳性能的影响
1
作者 田凯 吴小燕 +3 位作者 李伟 谢超 罗学昆 王欣 《材料工程》 北大核心 2025年第8期147-156,共10页
基于压气机叶片受载特点设计振动疲劳试样,并对试样分别进行机械喷丸、激光喷丸、激光喷丸-机械喷丸复合强化。采用白光干涉仪、X射线衍射残余应力测试仪、显微硬度计和扫描电镜分别对表面强化GH4169合金试样的表面三维形貌、残余应力... 基于压气机叶片受载特点设计振动疲劳试样,并对试样分别进行机械喷丸、激光喷丸、激光喷丸-机械喷丸复合强化。采用白光干涉仪、X射线衍射残余应力测试仪、显微硬度计和扫描电镜分别对表面强化GH4169合金试样的表面三维形貌、残余应力分布、硬度梯度和截面微观组织等表面完整性参数进行表征,研究表面完整性状态对振动疲劳性能的影响规律。结果表明:复合强化表现出喷丸和激光冲击处理的共同优点,消除了机械加工痕迹,引入高幅值(1199 MPa)、大深度(330μm)残余压应力场,产生了深度超过120μm的组织硬化层与超过90μm的塑性变形层。由于复合强化表面完整性的改善,复合强化试样的中值疲劳寿命较未强化、机械喷丸和激光喷丸试样分别提高了77.6倍、4.0倍和14.5倍,使得疲劳源由次表层萌生。 展开更多
关键词 激光喷丸-机械喷丸复合强化 GH4169 表面完整性 振动疲劳寿命
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激光冲击与喷丸复合强化TC17钛合金表层残余应力研究 被引量：11
2
作者 曹子文 张杰 +1 位作者 车志刚 邹世坤 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期80-84,共5页
目的分析激光冲击与机械喷丸复合强化钛合金表层残余应力场及其在疲劳载荷下的稳定性。方法采用薄壁叶片强化参数先后对TC17钛合金表面进行激光冲击强化和喷丸强化,利用X射线衍射法分析两种工艺复合强化表层的残余应力分布,并分别在25、... 目的分析激光冲击与机械喷丸复合强化钛合金表层残余应力场及其在疲劳载荷下的稳定性。方法采用薄壁叶片强化参数先后对TC17钛合金表面进行激光冲击强化和喷丸强化,利用X射线衍射法分析两种工艺复合强化表层的残余应力分布,并分别在25、400℃拉-拉疲劳加载条件下分析复合强化表层残余应力的稳定性。结果激光冲击与喷丸复合强化表面残余应力值为-600^-800 MPa,残余压应力幅值沿深度不断递减,压应力层深度为0.7~0.8 mm。表面至0.1 mm深度范围内的残余应力分布梯度较大,其分布特征主要受控于喷丸工艺,而距表面0.1 mm以下的残余应力分布梯度较小,其分布特征受控于激光冲击强化工艺。结论激光冲击和喷丸强化顺序对最表层残余应力的均匀性有一定影响,对最表层以下的残余应力分布影响较小。复合强化表面残余应力在室温疲劳加载后具有较好的稳定性,在400℃疲劳加载下发生一定量松弛后趋于稳定。 展开更多
关键词 复合强化 激光冲击强化 喷丸强化 残余压应力 残余应力松弛 钛合金
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20Cr2Ni4齿轮钢激光喷丸和机械喷丸残余应力场有限元模拟 被引量：6
3
作者 何国旗 谢远昊 +1 位作者 何瑛 蔡颂 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期156-165,共10页
使用有限元软件建立了20Cr2Ni4齿轮钢喷丸强化的三维数值分析模型,探究了激光喷丸(LSP)与机械喷丸(SP)在不同工艺参数下的残余应力场,分析了网格尺寸对模拟结果的影响,建立了复合喷丸的有限元网格模型,研究了不同复合方式的喷丸对残余... 使用有限元软件建立了20Cr2Ni4齿轮钢喷丸强化的三维数值分析模型,探究了激光喷丸(LSP)与机械喷丸(SP)在不同工艺参数下的残余应力场,分析了网格尺寸对模拟结果的影响,建立了复合喷丸的有限元网格模型,研究了不同复合方式的喷丸对残余应力场的影响。结果表明,激光喷丸有限元分析中,网格尺寸一般控制在0.1 mm以下,相较于激光喷丸,机械喷丸对网格密度的要求比较高。当弹丸直径为Φ0.5 mm,且冲击区域最小单元网格尺寸为0.03 mm以下时,模拟结果有效。相较于激光喷丸,LSP-SP复合喷丸在表面产生的残余压应力略有提升,应力在靶材表面没有被严重的削弱。复合喷丸的残余压应力层深可以达到机械喷丸的2~3倍;在深度方向的最大残余压应力可以达到材料屈服强度的1.5倍。 展开更多
关键词 激光喷丸 机械喷丸 残余应力 有限元模拟 复合喷丸
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激光喷丸与渗铝复合工艺提高K417合金力学性能研究 被引量：2
4
作者 焦阳 何卫锋 +4 位作者 孙岭 周留成 聂祥樊 罗思海 李靖 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期2274-2279,共6页
对渗铝、渗铝后强化、强化后渗铝的K417合金试件分别进行振动疲劳试验。试验结果表明,相对于渗铝处理,强化后渗铝试样的疲劳强度提高了50%,而渗铝后强化试样的疲劳强度提高了30%,这说明渗铝与激光喷丸强化复合工艺可以提高材料的疲劳性... 对渗铝、渗铝后强化、强化后渗铝的K417合金试件分别进行振动疲劳试验。试验结果表明,相对于渗铝处理,强化后渗铝试样的疲劳强度提高了50%,而渗铝后强化试样的疲劳强度提高了30%,这说明渗铝与激光喷丸强化复合工艺可以提高材料的疲劳性能,且强化后渗铝效果更好。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析激光喷丸强化与渗铝复合工艺顺序对材料力学性能的影响,讨论了疲劳性能的改善机理。结果表明,激光喷丸强化促进了渗铝过程,生成大量柱状晶,渗层厚度增加,渗层与基体的结合更加紧密,从而有效提升疲劳性能;而渗铝后强化主要对渗层表面进行了形变强化,疲劳性能的提升有限。 展开更多
关键词 复合工艺 激光喷丸强化 渗铝 K417合金 显微硬度
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激光定向能量沉积与喷丸复合工艺成形性能研究
5
作者 张晓宇 李涤尘 +1 位作者 黄胜 李青宇 《电加工与模具》 2022年第5期45-47,共3页
激光定向能量沉积与喷丸复合增材工艺,是以逐层喷丸的形式将喷丸表面强化原理与增材制造原理相结合,以达到降低工件缺陷和消除拉应力目的的一种复合工艺。比较该工艺机理与激光定向能量沉积工艺成形FeCrNiBSi合金试样的加工性能与质量,... 激光定向能量沉积与喷丸复合增材工艺,是以逐层喷丸的形式将喷丸表面强化原理与增材制造原理相结合,以达到降低工件缺陷和消除拉应力目的的一种复合工艺。比较该工艺机理与激光定向能量沉积工艺成形FeCrNiBSi合金试样的加工性能与质量,结果表明:复合工艺可将成形件表面的拉应力转变为压应力;与激光定向能量沉积工艺相比,复合工艺成形的试样密度提高了8.83%、表面粗糙度值降低了35.7%、拉伸强度与屈服强度分别提升了12.13%和53.24%。 展开更多
关键词 激光定向能量沉积 喷丸强化 复合工艺 成形性能
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金属零件表面改性的喷丸强化技术 被引量：7
6
作者 张兴权 戴亚春 +2 位作者 杜为民 王广龙 汪邦富 《电加工与模具》 2005年第2期30-32,共3页
传统的机械喷丸工艺在工业界已经得到广泛的应用。随着激光技术的发展,出现了一种新的加工工艺———激光喷丸。它们都能改善金属零件表面的机械性能,尤其是在表面产生压缩应力,使零件的抗应力腐蚀等能力大为提高,从而延长零件的疲劳寿... 传统的机械喷丸工艺在工业界已经得到广泛的应用。随着激光技术的发展,出现了一种新的加工工艺———激光喷丸。它们都能改善金属零件表面的机械性能,尤其是在表面产生压缩应力,使零件的抗应力腐蚀等能力大为提高,从而延长零件的疲劳寿命。由于激光喷丸具有形成的残余压应力比机械喷丸深等优势,因而强化效果更佳。 展开更多
关键词 喷丸强化技术 表面改性 金属零件表面 激光喷丸 抗应力腐蚀 喷丸工艺 激光技术 加工工艺 机械性能 压缩应力 疲劳寿命 强化效果 工业界 应力比
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关于举办“2019年全国喷丸强化技术培训班”的通知(第一轮)
7
《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期68-68,共1页
中国机械工程学会材料分会和中国机械工程学会失效分析分会联合举办的“2019年全国喷丸强化技术培训班”拟定于2019年6月3~6日在上海材料研究所开班。本次培训内容以常用的机械喷丸强化为主,对激光喷丸、超声喷丸等作简要介绍,特邀全国... 中国机械工程学会材料分会和中国机械工程学会失效分析分会联合举办的“2019年全国喷丸强化技术培训班”拟定于2019年6月3~6日在上海材料研究所开班。本次培训内容以常用的机械喷丸强化为主,对激光喷丸、超声喷丸等作简要介绍,特邀全国知名高校从事喷丸研究的教授,国内一流喷丸设备及丸料生产厂家的技术专家进行授课,还将组织现场参观。 展开更多
关键词 技术培训班 喷丸强化 中国机械工程学会材料分会 失效分析 激光喷丸 超声喷丸 技术专家 生产厂家
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铝合金紧固孔复合强化工艺研究 被引量：4
8
作者 余江 姜银方 +1 位作者 戴亚春 李路娜 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期153-158,共6页
目的研究激光喷丸-冷挤压复合强化工艺对7050铝合金紧固孔疲劳源、疲劳寿命的影响。方法利用ABAQUS软件进行复合强化工艺的有限元仿真,并在强化后施加循环载荷获得残余应力数据,然后在应力水平为195 MPa、应力比为0.1的条件下进行疲劳实... 目的研究激光喷丸-冷挤压复合强化工艺对7050铝合金紧固孔疲劳源、疲劳寿命的影响。方法利用ABAQUS软件进行复合强化工艺的有限元仿真,并在强化后施加循环载荷获得残余应力数据,然后在应力水平为195 MPa、应力比为0.1的条件下进行疲劳实验,并把仿真和疲劳实验的结果与激光喷丸、冷挤压进行对比。结果复合强化工艺能同时对表面和孔壁进行强化,复合强化工艺比激光喷丸表面和孔壁的残余压应力大,循环载荷下两者残余应力的差异减小。冷挤压工艺表面全部是拉应力,循环载荷下挤出面孔角附近的残余应力由-928 MPa变为300 MPa。未处理紧固孔的疲劳源位于孔角处,激光冲击强化紧固孔的疲劳源位于中间孔壁处,冷挤压紧固孔的疲劳源位于挤出面孔角附近,复合强化紧固孔的疲劳源位于中间孔壁处,复合强化紧固孔的疲劳裂纹扩展区面积最大。未处理、激光喷丸、冷挤压、复合强化的紧固孔的疲劳寿命分别为65 918、165 117、114494、225 209。结论与未处理的紧固孔的疲劳寿命相比,激光喷丸、冷挤压、复合强化的紧固孔的疲劳寿命都有所增加,复合强化的紧固孔的疲劳寿命最大,复合强化能够进一步提高紧固孔的疲劳寿命。激光喷丸和复合强化诱导的残余压应力层能够抑制疲劳裂纹萌生于表面,而冷挤压工艺则不能。 展开更多
关键词 复合强化 激光喷丸 冷挤压 疲劳源 疲劳寿命 残余应力 紧固孔
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飞机结构件紧固孔强化技术综述 被引量：40
9
作者 钱晓明 姜银方 +1 位作者 管海兵 李志飞 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期749-753,共5页
对紧固孔强化处理,以提高飞机结构件在交变载荷作用下的疲劳寿命。基于紧固孔强化技术的发展现状,从强化机制、实施方法、强化效果、存在的问题和应用场合等方面,对冷挤压、干涉配合、滚压、机械喷丸和激光冲击强化五种飞机结构件紧固... 对紧固孔强化处理,以提高飞机结构件在交变载荷作用下的疲劳寿命。基于紧固孔强化技术的发展现状,从强化机制、实施方法、强化效果、存在的问题和应用场合等方面,对冷挤压、干涉配合、滚压、机械喷丸和激光冲击强化五种飞机结构件紧固孔强化技术进行分析比较。分析认为,五种强化技术都各自存在突出问题,激光冲击强化技术优势明显。传统的强化技术仍将在未来的一段时间内作为飞机结构疲劳断裂设计的基本的强化工艺;激光冲击强化技术由于处理方式的环保性和突出的强化效果,在提高小孔疲劳寿命方面具有巨大潜力。 展开更多
关键词 紧固孔强化 冷挤压 干涉配合 滚压 机械喷丸 激光冲击强化
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激光处理对Ti6Al4V焊缝表面应力状况的影响 被引量：9
10
作者 鲁金忠 张永康 +1 位作者 钱小明 任旭东 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期869-872,共4页
激光冲击强化是利用高功率密度（GW/cm2）、短脉冲（ns量级）激光束辐射金属时产生高强度冲击波在金属材料或零件表层形成数百兆帕的残余应力,从而改善金属材料性能的一项新技术.利用Nd：glass重复率激光和机械喷丸分别对Ti6Al4V钛合金... 激光冲击强化是利用高功率密度（GW/cm2）、短脉冲（ns量级）激光束辐射金属时产生高强度冲击波在金属材料或零件表层形成数百兆帕的残余应力,从而改善金属材料性能的一项新技术.利用Nd：glass重复率激光和机械喷丸分别对Ti6Al4V钛合金电子束焊缝进行了冲击强化处理,研究了激光冲击处理和激光冲击＋机械喷丸两种不同处理工艺对电子束焊缝残余应力的影响.试验结果表明,两种处理方式都明显改善Ti6Al4V钛合金电子束焊缝的残余压应力,尤其激光冲击＋机械喷丸工艺表面残余应力改变明显,而且在次表面层残余应力随着深度的增加而增大,最大残余应力出现在距表面20～30 μm左右. 展开更多
关键词 激光冲击强化 机械喷丸 残余应力 Ti6Al4V电子束焊缝
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