不同材料零件的噴丸強化
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高強度鋼
由拋丸/噴丸強化引進的殘余壓應力是終極拉應力強度的一個百分比,該比率隨著零件材料本身強度/硬度增加而增加。高強度/硬度的金屬更脆,且對表面缺陷更敏感。對其進行拋丸/噴丸強化,能讓這些高強度金屬可以應用在易發生疲憊的工作條件下。飛機起落架通常設計的疲憊強度為300 ksi (2068 MPa),結合拋丸/噴丸強化。
沒經過拋丸/噴丸強化的,機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。如材料強度/硬度超過這個水平,其疲憊強度會由于對表面缺口的敏感性和脆性增加而降低。通過導進的壓應力,疲憊強度與增加的強度/硬度成比率進步。當材料硬度為52 HRC,強化后的疲憊強度可達144 ksi (993 MPa),比未經過強化的同樣材料抗疲憊強度增加了2倍多。
利用拋丸/噴丸強化改善高強度/硬度零件的典型應用包括對扳手和沖擊工具等。此外,表面的淺刮痕對于經過拋丸/噴丸強化的高強度鋼的疲憊強度影響不大,而對于未經強化的則破壞性很大。
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。滲碳鋼強化的好處在于:
·在~200 ksi (1379 MPa)或更高的高應力水平下,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。脫碳會降低高強度鋼(240 ksi, 1650 MPa 或以上)的疲憊強度70-80%;能降低低強度鋼(2140-150 ksi, 965-1030 MPa)的疲憊強度45-55%。脫碳對于疲憊屬性的破壞力與脫碳層深度并無特別的關系。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。
強化工藝被證實為一種有效的方法,能恢復大部分由于脫碳過程損失的疲憊強度。由于多數零件的脫碳層不輕易確定,所以當懷疑零件有脫碳情況時,建議對其進行強化處理以確保零件完好的抗疲憊屬性。假如一個高硬度(58+ HRC)齒輪在強化后,表面呈現異常的嚴重凹陷,這可能被懷疑有脫碳存在。脫碳還經常伴有殘余奧氏體的不良冶金狀態。通過冷加工的拋丸/噴丸強化,能減少殘余奧氏體百分比。
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