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表面滚压强化对粉末冶金烧结钢疲劳强度的影响

为了提高粉末冶金材料的性能,国内外在制粉、合金化、压制和烧结工艺等方面进行了比较多的研究,为了更进一步的发挥粉末冶金材料的优越性,还可以别开途径。 结构零件在工作中主要是承受疲劳和冲击载荷,因此,烧结钢要代替结构钢使用必须具有足够的疲劳强度。但由于烧结材料含有大量的孔隙,所以其疲劳强度较低。而控制烧结材料孔隙的数量、分布和形态是改善其疲劳性能的关键。Sonsino〔1〕对Fe一Cu、Fe一Ni一Cu烧结钢进行的研究表明,提高密度和烧结温度,尤其是提高烧结温度,可以使疲劳性能得到改善。这是因为,提高密度可以减少材料中特别是表层中的孔隙数量;而提高烧结温度可以改善孔隙的形状和分布,并使组织均匀化。目前国外所进行的表面强化工作包括喷丸、表面碳氮共渗、滚压等〔2一4〕。本文所介绍的是表面滚压强化工艺。一、试验条件1.试验材料表1 选用北京市粉末冶金研究所研制的高强度烧结钢N一no,其化学成份为:2.5-3 .0%Ni、0.5一1 .0%...  (本文共3页) 阅读全文>>

武汉理工大学
武汉理工大学

粉末冶金件表面塑性变形强化规律的研究

近年来,粉末冶金零件以其近终成形、成本低、效率高的优势在汽车、机械等方面获得了广泛应用。但是由于粉末冶金件材料本身具有一定孔隙,这严重影响了粉末冶金零件的强度,使其在某些重载工况中达不到要求,因而也大大限制了粉末冶金零件的应用范围。由此,消除孔隙,改善组织结构,提高材料综合力学性能成为粉末冶金件的强化目标。本论文将塑性成形与表面强化技术结合起来,对粉末冶金零件进行表面滚压强化,研究粉冶件在表面滚压过程中的塑性变形与致密强化规律,揭示粉末冶金表面滚压强化技术更适于高承载要求的粉末冶金零件的加工,在提高表面强度和降低成本上具有很大的潜能和发展前景。基于粉末冶金材料的塑性理论,本论文采用Shima-Oyane本构模型,运用MSC.Marc对粉末冶金件的表面滚压过程进行有限元模拟。通过理论分析和物理实验获得了粉末冶金件材料的塑性本构关系,从而正确建立了有限元模型,分析了粉末冶金材料在滚压强化过程中相对密度、应力应变的分布规律,即致密强化...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

《机车车辆工艺》1988年01期
机车车辆工艺

车轴数控滚压强化加工的试验与研究

引言 车轴的滚压光整及强化加工具句悠久的历史,铁道部已普遍应用于车轴轴颈、轮座等处的表面加工,这对提高车轴的表面质t和疲劳强度起到了很大的作用,但所使用的设备一般都是普通车床。 随着机床数控技术的发展和应用,能否借助于这一技术在系统控制机能上的优势,较为合理地设计出一种滚压刀具来实现车轴全轴的数控滚压强化加工颐岔针对这一课题,我们在QZ一昭3效控车轴专用车床上进行了工艺试验,并取得了一定的成效。 二、数控滚压的机理及“等值滚压,概念 按照材料力学灼理论:材料受压(拉)以后,必然会产生一定量的变形。当外力超过屈服极限a,而低于强度极限。。时,材料就将沿其固有的机械特性曲线,即应力应变特性曲线而产生一定量的弹性及塑性两部分变形。这时若撤除外力,则其弹性变形部分仍可按弹性模量E。这一斜率得以恢复,但塑性变形部分将成为永久变形而存在。此后,若再重新对其施加外力,则在到达上述外力值之前,材料一直呈现弹性变形,而不会有纽性变形产生。这就相当...  (本文共6页) 阅读全文>>

《西安工业大学学报》1993年01期
西安工业大学学报

航空铸镁机轮滚压强化

1铸镁机轮滚压强化研究概况 原苏联学者对航空铸镁机轮的滚压强化做过系统的研究〔‘气[21川.他们认为,对机轮进行冷作硬化是提高其疲劳强度及提高生产率的最经济的强化手段。采用滚轮对机轮固定边半径区域及轮缘部分的滚压见图1.压速度、滚压次数和援籍爵幕获是群「几~’撇’艺效果起重要影响的参数是滚压力,滚由于滚压时表面层发生了较大的塑性变形,因此改变了表面层的组织结构和机械性能.铸镁机轮疲劳强度的提高主要是由于硬化层中产生了残余压应力. 对周期加载时残余应力的稳定性研究表明,在综合应力(工作应力和残余应力之和)不超过材料弹性极限条件下,硬化层中的残余应力保持不变,而塑性变形一旦发生,残余应力则开始松弛,因而降低了机轮的疲劳强化效果. 国内一些研究单位除了做过类似原苏联的一系列试验外,还对滚压层的组织结构和疲劳断口进行过仔细观察,业将部分成果应用于生产.为了将滚压强化工艺稳定地用于生产,设计了液压滚压装置,对滚压时的变形区、应力分布状态及...  (本文共5页) 阅读全文>>

齐鲁工业大学
齐鲁工业大学

奥氏体不锈钢表面超声滚压强化加工技术及其表面完整性研究

超声滚压表面强化是利用超声振动辅助进行构件表面滚压加工从而实现高效率表面强化的一种方法。超声滚压表面强化技术汲取了传统滚压加工和传统喷丸加工的综合优势,因而表现出卓越的处理能力。很多学者针对不同的工件材料或者不同的工艺模式在相关领域展开了诸多研究,然而由于高频外激振动(一般大于20KHz)的加入,超声滚压表面强化工艺的加工机制远比普通滚压工艺复杂,因此现有研究多为基于具体问题的工艺效果分析,但对构件表面完整性的理论机制和微观机理的研究还没有很完善的研究。304不锈钢延展性大,不管切削还是表面强化加工时,都容易造成“粘刀”现象,304不锈钢本身的特性以及加工强化参数选择的不合理会大大降低加工效率以及加工后的304不锈钢的表面完整性。设计并加工制作了实验用超声滚压表面强化加工工艺装备。以304不锈钢材料为研究试样材料,对其表面进行超声滚压表面强化处理,分析滚压模式和工艺参数对试件表面粗糙度、表面硬度以及表面残余应力的影响,并结合有限...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

《机械》2018年06期
机械

滚压强化技术在铁路车轴表面处理中的应用

轨道车辆车轮、车轴和轴承过盈装配在一起称为轮对,是确保行车安全的关键部件。车辆在运行中,长期承受着交变载荷的作用,使得车轴轮座部位产生极大的应力集中,在应力集中的作用下,该处圆周表面均有产生疲劳裂纹的可能[1-2]。约有2/3的车轴的损伤是由疲劳引起的,铁路车轴的损伤会直接导致车辆重大事故的发生。而疲劳损伤往往发生在表面或从表面开始,然后逐渐向内部扩展幵最终导致整个构件失效,造成了巨大经济损失和安全隐患。如果通过某种手段或者方法可改善车轴材料的表面性能,就可很大程度上提高其综合服役性能和使用寿命,例如在表层引入一定的残余压应力,改善表层组织结构等,就能显著地提高其疲劳强度,而表面强化是一种改善机械零件和构件表面性能,提高疲劳强度的有效工艺方法。滚压强化技术是一种较好的表面强化手段,采用的工具和工艺比较简单,效率高、强化效果显著。近年来,滚压强化技术由于其加工精度高、加工过程不产生废屑、废液,有利于节能环保而发展越来越迅速,在航天...  (本文共4页) 阅读全文>>

权威出处: 《机械》2018年06期
《航空制造技术》2018年05期
航空制造技术

滚压强化技术及在航空领域研究应用进展

航空金属构件因高周疲劳(High Cycle Fatigue,HCF)、腐蚀疲劳(Corrosion Fatigue)、微动疲劳(FrettingFatigue)、异物损伤(Foreign Object Damage,FOD)、应力腐蚀开裂(Stress Corrosion Crack,SCC)等因素导致的失效严重影响航空安全,预防或减少金属构件上述失效形式是航空领域的关键技术问题。据报道,为确保航空安全,美国空军每年的飞机腐蚀检查及维修费用超过10亿美元[1],美国军用飞机航空发动机HCF检查及维护费用超过4亿美元[2],耗资巨大,而且随着飞机老龄化,检查维护费用会进一步增加。另外,对军机进行频繁的结构检查和维修,会极大地影响机群战备。因此,开发可提高金属构件抗疲劳性能、耐腐蚀性能、抗SCC性能的技术很有必要。2.装甲兵工程学院装备维修与再制造工程系,北京100072)金属的HCF、腐蚀疲劳、微动疲劳、SCC等失效破坏往往是从...  (本文共9页) 阅读全文>>