不同材料零件的噴丸強(qiáng)化
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- 不同材料零件的噴丸強(qiáng)化不同材料零件的噴丸強(qiáng)化
高強(qiáng)度鋼
由拋丸/噴丸強(qiáng)化引進(jìn)的殘余壓應(yīng)力是終極拉應(yīng)力強(qiáng)度的一個(gè)百分比,該比率隨著零件材料本身強(qiáng)度/硬度增加而增加。高強(qiáng)度/硬度的金屬更脆,且對(duì)表面缺陷更敏感。對(duì)其進(jìn)行拋丸/噴丸強(qiáng)化,能讓這些高強(qiáng)度金屬可以應(yīng)用在易發(fā)生疲憊的工作條件下。飛機(jī)起落架通常設(shè)計(jì)的疲憊強(qiáng)度為300 ksi (2068 MPa),結(jié)合拋丸/噴丸強(qiáng)化。
沒經(jīng)過拋丸/噴丸強(qiáng)化的,機(jī)加工后的鋼制零件在硬度為30 HRC.左右能取得最佳的疲憊屬性。如材料強(qiáng)度/硬度超過這個(gè)水平,其疲憊強(qiáng)度會(huì)由于對(duì)表面缺口的敏感性和脆性增加而降低。通過導(dǎo)進(jìn)的壓應(yīng)力,疲憊強(qiáng)度與增加的強(qiáng)度/硬度成比率進(jìn)步。當(dāng)材料硬度為52 HRC,強(qiáng)化后的疲憊強(qiáng)度可達(dá)144 ksi (993 MPa),比未經(jīng)過強(qiáng)化的同樣材料抗疲憊強(qiáng)度增加了2倍多。
利用拋丸/噴丸強(qiáng)化改善高強(qiáng)度/硬度零件的典型應(yīng)用包括對(duì)扳手和沖擊工具等。此外,表面的淺刮痕對(duì)于經(jīng)過拋丸/噴丸強(qiáng)化的高強(qiáng)度鋼的疲憊強(qiáng)度影響不大,而對(duì)于未經(jīng)強(qiáng)化的則破壞性很大。
滲碳鋼
滲碳和滲氮都是熱處理過程,能讓鋼表面具有非常高的硬度。通常在55~62 HRC。滲碳鋼強(qiáng)化的好處在于:
·在~200 ksi (1379 MPa)或更高的高應(yīng)力水平下,能提供卓越的疲憊屬性
·減少表面晶格間因氧化而造成滲碳異常情況
對(duì)于完全滲碳和滲氮處理過的零件,要取得最佳的抗疲憊屬性,建議使用硬度為55-62 HRC的丸料。
脫碳鋼
脫碳是在熱處理過程,鐵合金表面碳含量減少。脫碳會(huì)降低高強(qiáng)度鋼(240 ksi, 1650 MPa 或以上)的疲憊強(qiáng)度70-80%;能降低低強(qiáng)度鋼(2140-150 ksi, 965-1030 MPa)的疲憊強(qiáng)度45-55%。脫碳對(duì)于疲憊屬性的破壞力與脫碳層深度并無特別的關(guān)系。脫碳層在0.003英寸深度,其破壞力與0.030英寸深度是一樣的。
強(qiáng)化工藝被證實(shí)為一種有效的方法,能恢復(fù)大部分由于脫碳過程損失的疲憊強(qiáng)度。由于多數(shù)零件的脫碳層不輕易確定,所以當(dāng)懷疑零件有脫碳情況時(shí),建議對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化處理以確保零件完好的抗疲憊屬性。假如一個(gè)高硬度(58+ HRC)齒輪在強(qiáng)化后,表面呈現(xiàn)異常的嚴(yán)重凹陷,這可能被懷疑有脫碳存在。脫碳還經(jīng)常伴有殘余奧氏體的不良冶金狀態(tài)。通過冷加工的拋丸/噴丸強(qiáng)化,能減少殘余奧氏體百分比。
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