316L不銹鋼高速旋轉(zhuǎn)絲變形表面納米化疲勞性能的研究.pdf

1、金屬材料的疲勞破壞越來越引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。隨著表面工程技術(shù)理論與方法的發(fā)展，結(jié)合金屬材料疲勞行為的特性，盧柯等人提出經(jīng)表面納米化處理可以提高金屬材料的各項(xiàng)性能(硬度、耐磨性、耐蝕性、抗拉極限、疲勞壽命等)。隨即，各種依據(jù)物理方法或者化學(xué)方法的表面納米化方法得到迅速發(fā)展。如：表面機(jī)械加工處理法中主要具有代表性的有表面機(jī)械研磨處理技術(shù)、超音速微粒轟擊技術(shù)、旋轉(zhuǎn)輥壓塑性變形技術(shù)、超聲噴丸技術(shù)、絲刷變形技術(shù)等。316L不銹鋼作為應(yīng)用較廣

2、的一種金屬材料，研究它經(jīng)過表面納米化之后的性能變化具有很強(qiáng)的應(yīng)用前景以及積極的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本項(xiàng)目在南京理工大學(xué)材料學(xué)院祝玲、劉飛燕等利用高速旋轉(zhuǎn)絲變形技術(shù)對(duì)316L不銹鋼進(jìn)行表面納米化，并測(cè)試了它硬度、表層納米晶粒尺寸的基礎(chǔ)上，對(duì)表面納米化的微觀機(jī)理進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，同時(shí)取出納米化后和未納米化處理的原始試樣兩組試樣進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)，對(duì)它們的疲勞性能進(jìn)行了研究，并與之前利用超聲噴丸處理的同種材料的一些結(jié)果做了對(duì)比。此外，根據(jù)對(duì)噴

3、丸處理試樣的殘余應(yīng)力分布的一般規(guī)律，利用Mathematica軟件對(duì)高速旋轉(zhuǎn)絲變形后的殘余應(yīng)力進(jìn)行了類比模擬，初步估計(jì)了殘余應(yīng)力的分布情況。最后，利用有限元軟件MSC.Fatigue、Ansys分別對(duì)兩組試件進(jìn)行了模擬，并將結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高速旋轉(zhuǎn)絲變形表面納米化技術(shù)處理后的疲勞性能較原始試樣有明顯提高，根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)計(jì)算，有95％的把握說，經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)絲表面納米化處理的316L不銹鋼板的疲勞中值壽命