7075铝合金超声喷丸表面改性研究

发布时间：2019-11-28 06:44

【摘要】：超声喷丸技术是将超声振动作为能量源,驱动丸粒(或者撞针)高速撞击金属材料表面,从而实现材料表面改性或变形的一种剧烈塑性变形技术。同传统喷丸工艺比较有精度高、表面质量好、易于控制等优点。在利用超声喷丸技术处理不同材料时,工艺参数的变化影响材料表面形成的表面膜的结构和性能。因此研究超声喷丸工艺参数对材料组织性能的影响规律,对促进该技术的发展和应用具有重要的理论和工程意义。本文以7075铝合金为实验材料,通过改变喷丸时间、丸粒大小、喷丸距离、超声振幅等参数,进行超声喷丸技术对材料表面改性的研究。研究超声喷丸工艺对材料表层晶粒微观结构的改变,对材料电化学腐蚀性能的影响,分析材料表面硬度、粗糙度与超声喷丸工艺参数间的关系。将超声喷丸工艺同拉伸实验相结合,对处理后的试样进行力学性能相关测试等。本文的主要工作如下:对7075铝合金进行超声喷丸实验,获得了喷丸时间、丸粒直径、喷丸距离、超声振幅等超声喷丸工艺参数对细晶层厚度的影响规律,对试样表层晶粒的微观结构深入研究,总结试样表层产生纳米晶粒的成因。对超声喷丸实验后的7075铝合金试样采用固溶时效热处理,对比总结了试样热处理前后的表面硬度和微观组织的变化规律。研究了超声喷丸对试样表面硬度的改变,得到了各工艺参数对试样表面硬度、平均硬化速率的变化规律和性能最优的工艺参数组合。根据试样表面轮廓平面图及立体图,测量超声喷丸处理后试样表面凹坑直径,揭示了超声喷丸对表面粗糙度变化规律的内在机理。研究了算术平均偏差、均方偏差、轮廓最大高度等随工艺参数的变化,揭示了超声喷丸工艺参数与试样表面粗糙度之间的关系。研究了超声喷丸对试样电化学腐蚀性能的影响,根据电化学测试极化曲线、电化学测试阻抗谱等相关曲线图谱及腐蚀形貌图,分析得到了超声喷丸对7075铝合金电化学腐蚀性能的影响规律。对比超声喷丸前后7075铝合金电化学腐蚀过程,解释了材料电化学腐蚀性能改变的内在机理。研究了超声喷丸对材料力学性能的影响。通过拉伸试样,得到了不同喷丸工艺参数试样的拉伸应力-应变曲线,研究了喷丸工艺参数对材料的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及断口形貌的影响,得到了不同超声喷丸工艺参数对材料力学性能及微观组织的影响规律,分析了材料的各项力学性能与超声喷丸各工艺参数之间的关系。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG668

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 吴寿喜;王德志;卢军;阎作修;李永冬;;中国抛喷丸技术与装备现状分析[J];中国铸造装备与技术;2009年06期

2 Dietrich Sommer;阎蜀琴;;11.钢铁工业用喷丸机[J];钢管;1989年02期

3 Mark Lawenenz;Imants Ekis;牛万斌;;喷丸工艺规范的优化(一)[J];国外金属热处理;1992年04期

4 谢燮揆;;双重喷丸处理[J];机械制造;1992年12期

5 蒋顺龙;表面喷丸工艺在气门加工中的应用[J];柴油机;2001年02期

6 龙伟;小孔喷丸加工喷射强度的控制系统研究[J];机械;2001年04期

7 龙伟;小孔喷丸加工反射装置的运动结构研究[J];江苏机械制造与自动化;2001年04期

8 ;科技动态[J];钢管;2007年04期

9 杨若凡;;6351铝合金喷丸层微结构的热松弛行为[J];热加工工艺;2008年14期

10 闫林林;;超声喷丸技术及其应用[J];制造技术与机床;2010年06期

相关会议论文 前5条

1 鲁连涛;张继旺;;微粒子喷丸车轴钢疲劳性能分析[A];第十五届全国疲劳与断裂学术会议摘要及论文集[C];2010年

2 吴建中;林德成;秦珏;;热处理及喷丸工艺对齿轮残余应力的影响[A];全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会论文专辑（物理测试部分）[C];2002年

3 赵阳;王磊;于腾;丁海峰;;喷丸处理后的DZ640M合金表面再结晶行为研究[A];动力与能源用高温结构材料——第十一届中国高温合金年会论文集[C];2007年

4 邹金文;汪煜;王仁智;;表面形变强化对粉末冶金高温合金组织与性能影响研究[A];动力与能源用高温结构材料——第十一届中国高温合金年会论文集[C];2007年

5 李东;陈怀宁;林泉洪;;高能喷丸表面纳米化技术提高接头疲劳强度的可行性研究[A];第十次全国焊接会议论文集（第2册）[C];2001年

相关重要报纸文章 前1条

1 高宏适;Si对喷丸处理渗碳钢剥蚀寿命的影响[N];世界金属导报;2014年

相关博士学位论文 前4条

1 陈艳华;镍基单晶高温合金喷丸层塑性变形行为及其表征研究[D];上海交通大学;2014年

2 谢乐春;TC4钛合金与钛基复合材料喷丸强化及其XRD表征[D];上海交通大学;2015年

3 付鹏;高强双相钢喷丸强化及其XRD表征[D];上海交通大学;2015年

4 栾卫志;TiB_2/Al复合材料喷丸强化及其表征研究[D];上海交通大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 周浩锋;马氏体时效不锈钢的喷丸强化[D];浙江大学;2015年

2 刘磊;钢轨钢高能喷丸后组织结构转变机理及性能研究[D];大连交通大学;2015年

3 阚晓阳;纯钛空化水喷丸空蚀和强化的研究[D];大连交通大学;2015年

4 韩东序;CL60车轮运行失效后组织性能及喷丸强化研究[D];大连交通大学;2015年

5 李俊;喷丸对纯钛组织和性能的影响及其生物活性的强化[D];南京理工大学;2015年

6 王利平;喷丸残余应力场及表面粗糙度数值模拟研究[D];山东大学;2015年

7 刘威;齿轮材料喷丸电子束复合工艺组织与性能[D];重庆理工大学;2015年

8 徐洁;射流喷丸表面质量预测研究[D];黑龙江科技大学;2015年

9 周凌风;15-5PH高强钢中心孔喷丸构件的疲劳寿命预测研究[D];浙江大学;2015年

10 邓红华;喷丸处理对铝合金抗再腐蚀性能的规律研究[D];华南理工大学;2015年

，

本文编号：2566951