2024鋁合金超聲波噴丸表面性能研究.pdf

1、超聲波噴丸是一種新型、節(jié)能、高效的材料強(qiáng)化及成形技術(shù)，能夠提高成形件的表面性能，任何機(jī)械結(jié)構(gòu)的破壞均始于材料表面，飛機(jī)零件的表面性能優(yōu)劣直接影響到飛行的安全性。因此，研究超聲波噴丸材料表面性能至關(guān)重要，不僅能對實(shí)際生產(chǎn)提供工藝指導(dǎo)，而且在飛機(jī)延壽等方面有著重要意義。
　　民機(jī)C919專項(xiàng)中，下機(jī)翼壁板即采用2024鋁合金板材通過局部超聲波噴丸加工而成，本文根據(jù)這一工程實(shí)際，分析不同超聲波噴丸工藝參數(shù)對2024鋁合金表面性能的影響，

2、從超聲波噴丸成形理論出發(fā)，剖析板材成形原理及成形后表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)變化一般規(guī)律，為表面性能研究提供理論依據(jù)。
　　超聲波噴丸撞針高能撞擊靶材，撞擊部位表面受拉超過材料彈性極限產(chǎn)生的塑性變形阻止下層受壓晶?；貜棧a(chǎn)生向下高壓縮力、邊緣隆起的球形凹坑。無數(shù)凹坑重疊，形成殘余壓應(yīng)力層，板材彎曲成形。本研究在同一沖擊振幅條件下，改變超聲波噴丸撞針直徑對2024鋁合金板材進(jìn)行超聲波噴丸加工，觀測發(fā)現(xiàn)，原先殘留在材料表面的銑削痕跡被噴丸形成

3、的撞擊坑所取代；成形件殘余應(yīng)力、表面硬度和粗糙度均有大幅提高。強(qiáng)化對殘余壓應(yīng)力深度影響不大，對表面硬度影響明顯。
　　采用高周疲勞試驗(yàn)，證明材料的抗疲勞破壞能力與表面性能中殘余應(yīng)力的大小和深度成正相關(guān)，與粗糙度成負(fù)相關(guān)，與表面硬度無關(guān)。因此，在分析超聲波噴丸強(qiáng)化、成形材料表面性能參數(shù)時，殘余應(yīng)力最為關(guān)鍵。殘余應(yīng)力的引入，迫使初始裂紋源萌生于材料表層以下，殘余應(yīng)力越大、越深，阻礙裂紋擴(kuò)展能力越強(qiáng)，材料抗疲勞破壞能力得以提高。斷口成分