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、高效的材料強化及成形技術，能夠提高成形件的表面性能，任何機械結構的破壞均始于材料表面，飛機零件的表面性能優(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重要，不僅能對實際生產提供工藝指導，而且在飛機延壽等方面有著重要意義。
　　民機C919專項中，下機翼壁板即采用2024鋁合金板材通過局部超聲波噴丸加工而成，本文根據這一工程實際，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、微觀結構變化一般規(guī)律，為表面性能研究提供理論依據。
　　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生的塑性變形阻止下層受壓晶粒回彈，產生向下高壓縮力、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；成形件殘余應力、表面硬度和粗糙度均有大幅提高。強化對殘余壓應力深度影響不大，對表面硬度影響明顯。
　　采用高周疲勞試驗，證明材料的抗疲勞破壞能力與表面性能中殘余應力的大小和深度成正相關，與粗糙度成負相關，與表面硬度無關。因此，在分析超聲波噴丸強化、成形材料表面性能參數(shù)時，殘余應力最為關鍵。殘余應力的引入，迫使初始裂紋源萌生于材料表層以下，殘余應力越大、越深，阻礙裂紋擴展能力越強，材料抗疲勞破壞能力得以提高。斷口成分