AISU304不銹鋼圓柱面的超聲沖擊表面強(qiáng)化及其組織性能的研究.pdf

1、大量數(shù)據(jù)顯示，許多零部件的失效是由于材料表面不能勝任苛刻的服役條件所致，例如磨損、腐蝕、表面氧化和疲勞等。它們大多發(fā)生在零件的表面和近表面，或者先從表面開始，然后向內(nèi)部擴(kuò)展而導(dǎo)致零件失效，以至最終影響產(chǎn)品的性能、可靠性和服役壽命。提高材料的表面性能對延長部件的使用壽命、提高部件的使用可靠性和發(fā)揮材料的潛力起著很重要的作用，由此表面強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并得到了快速發(fā)展，受到了廣泛關(guān)注，成為當(dāng)前材料科學(xué)研究中的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。
　　超聲沖

2、擊處理技術(shù)作為一種新型的表面形變強(qiáng)化技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬零部件的焊縫處理，以提高焊接部件的抗疲勞性能。但用于機(jī)械零部件的大面積表面強(qiáng)化處理，尤其是軸類部件的表面強(qiáng)化處理還少有報道。本研究以軸類部件的表面強(qiáng)化為目標(biāo)，將超聲沖擊技術(shù)應(yīng)用于304不銹鋼圓柱形表面的形變強(qiáng)化，致力于提高304不銹鋼軸類部件的表面的性能，達(dá)到提高其疲勞壽命的目的。
　　本研究是在對HJ-Ⅲ型超聲沖擊設(shè)備改進(jìn)的基礎(chǔ)上，將超聲沖擊設(shè)備與ZB-6050型數(shù)控雕

3、刻機(jī)相結(jié)合，設(shè)計(jì)輔助夾持部件和相匹配的沖擊頭，在機(jī)械自動化操作條件下實(shí)現(xiàn)對圓柱形304不銹鋼的表面超聲沖擊強(qiáng)化處理，為軸類部件表面獲得均勻、穩(wěn)定和高效的表面強(qiáng)化效果奠定了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，利用表面輪廓儀、顯微硬度計(jì)、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、X-射線衍射儀、PQ-6型疲勞試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備對不同振幅下的沖擊強(qiáng)化試樣的宏觀形貌、微觀組織、相組成及性能進(jìn)行觀察、表征和測試，結(jié)果表明:經(jīng)過振幅為30μm超聲沖擊處理后，原始粗糙度不同的試樣粗糙

4、度趨于一致，試樣沖擊后，表面Ra的變化范圍基本在0.495-1.013μm之間，達(dá)到了精車、精磨的光潔程度;超聲沖擊處理的不銹鋼表面產(chǎn)生了劇烈的塑性變形，形成了一定深度的納米晶層，并伴隨有形變誘發(fā)馬氏體的生成。表層的相變產(chǎn)生的α'-馬氏體量最大值達(dá)到90.7％(UIT-30);304不銹鋼試樣表層硬度值提高到405.5HV，提高了約105％，隨距沖擊表面距離的增加，其硬度值逐漸變小，直到達(dá)到基體水平;超聲沖擊處理在試樣表層引入了有益的殘