根據(jù)統(tǒng)計(jì),緊固件斷裂失效模式中,疲勞失效約占總數(shù)的 60%~90% ,所以在歷史上已廣為采用的調(diào)質(zhì)、滲碳、表面處理,通過改變材料的組織來達(dá)到改善疲勞性能(包括應(yīng)力腐蝕性能)的目的。當(dāng)今,表面噴丸強(qiáng)化工藝,已經(jīng)采用在螺栓、螺釘?shù)臈U部,使用最多、適應(yīng)性也廣,成本也低廉。
噴丸是彈丸流不斷撞擊緊固件表面材料,由此使表層(深度約 0.05~0.20mm )材料發(fā)生循環(huán)塑性變形的過程。經(jīng)受循環(huán)塑性變形的表層隨材料的不同將發(fā)生以下一種或幾種變化:
表層內(nèi)形成殘余壓應(yīng)力場;
表層材料的亞結(jié)構(gòu)(亞晶粒)尺寸和點(diǎn)陣畸變的變化;
塑變誘導(dǎo)相變;
塑變層內(nèi)材料密度的變化。
噴丸循環(huán)塑性變形引入材料表層的殘余壓應(yīng)力場,與外施交變應(yīng)力的拉應(yīng)力在同一截面疊加后,使材料承受的最大拉應(yīng)力由表面移至亞表面位置。
表面未噴丸強(qiáng)化試樣的疲勞裂紋萌生于外表面,而經(jīng)過噴丸表面形變強(qiáng)化的疲勞裂紋萌生于次表層。理論分析證實(shí),形變殘余應(yīng)力使疲勞裂紋萌生于材料次表面之后,即可獲得比表面疲勞極限高 1.05~1.35 倍的內(nèi)部疲勞極限。
表面噴丸強(qiáng)化是提高緊固件抗疲勞斷裂的應(yīng)力腐蝕、氫脆斷裂的一種行之有效的表面強(qiáng)化工藝。彈丸有鑄鋼丸、玻璃丸、陶瓷丸等,被強(qiáng)化緊固件表面粗糙度 0.65μm~2μm ,可達(dá)到的表面粗糙度 0.63~2.5μm ,工件的使用可靠性、耐久性均可獲得明顯的改善和提高。

















