对疲劳强度的影响.pdfVIP

第 23 卷 　第 2 期 焊 接 学 报 Vol. 23 　　No. 2 2 0 0 2 年 4 月 TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDIN G INSTITU TION April 　　2 0 0 2 SS400 钢对接接头表面纳米化及其 对疲劳强度的影响 1 1 2 2 1 李　东 , 　陈怀宁 , 　刘　刚 , 　卢　柯 , 　林泉洪 ( 1. 中国科学院金属研究所 , 沈阳 110016 ; 2. 中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家 ( ) ) 　　　　　　　　　　 联合 实验室 , 沈阳 110016 摘 　要 : 　采用高能喷丸技术对 SS400 钢对接接头的表面进行处理 ,利用 X 射线衍射和 透射电镜对表层进行结构表征 ,并测量了对接接头表层硬度、残余应力和疲劳强度的变 化。结果表明 ,高能喷丸处理可以在对接接头的表面形成尺寸均匀、晶粒取向呈随机分 布的纳米晶组织 ,从而消除了对接接头表层组织的不均匀性 ;纳米结构表层的硬度明显 高于心部 ,其内部残余应力为压应力。这种压应力纳米强化层可以明显地提高对接接 头的疲劳性能。 关键词 : 　对接接头 ; 　高能喷丸 ; 　表面纳米化 ; 　疲劳强度 ( ) 中图分类号: TG441. 8 　文献标识码 : A 　文章编号 : 0253 - 360X 2002 02 - 18 - 04 李 　东 0 　序　　言 高材料的综合力学性能及服役行为 ,从而为纳米技 术在工程材料上的应用提供可行方案。与以往的纳 焊接技术作为现代工程中材料的主要连接手段 米材料制备技术不同 ,表面纳米化采用一些常规的 已经获得了广泛的应用。金属结构采用焊接技术制 表面机械处理方法即可实现 ,如利用超声喷丸技术 造后 ,疲劳断裂是金属结构失效的主要形式之一 ,且 已在纯铁及 316L 不锈钢上制备出纳米结构表 危害性非常大 ,主要原因是焊接结构是连续的 ,一旦 层[7 ,8 ] 。试验结果表明 ,表面纳米化有助于提高材 产生裂纹 ,裂纹扩展的阻碍小 ,直至导致整个构件断 料的力学和化学性能[9 ] , 因此在工程上有着开发应 裂 ;焊接连接不可避免地引入夹杂、气孔和咬边等缺 用潜力。 ( ) [10 ] 陷;焊缝区存在着很大的残余应力 ; 焊接区组织粗 本研究利用高能喷丸 HESP 技术 对 SS400 [1 ] ( ) 大 ,导致性能恶化 。因此 ,在焊接结构形成过程 钢对接接头进行表面处理 ,利用 X 射线衍射 XRD ( ) 中或形成后 ,有必要采取有效的工艺措施