300M鋼件表面的噴丸強(qiáng)化

李 巍

(國營蕪湖機(jī)械廠, 安徽 蕪湖 241007)

300M鋼在飛機(jī)起落架等眾多的重要結(jié)構(gòu)件中應(yīng)用頗多。300M鋼雖然性能優(yōu)異[1-2],但缺點(diǎn)也顯而易見。在實(shí)際研究中發(fā)現(xiàn),在噴丸工藝中,噴丸過程中殘余應(yīng)力的最大值和深度對疲勞極限的的影響極大[3]。因此,為確保其抗疲勞性能,300M鋼零件一般需要進(jìn)行噴丸強(qiáng)化。

表面噴丸強(qiáng)化處理技術(shù)在提高機(jī)械零部件的疲勞性能及抗應(yīng)力腐蝕性能方面是一種關(guān)鍵技術(shù)。噴丸強(qiáng)化技術(shù)通過表面強(qiáng)化工藝實(shí)現(xiàn)輕量化并降低換件成本,以達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)性的目的[4-6]。目前,噴丸強(qiáng)化技術(shù)在發(fā)達(dá)國家已得到了諸多應(yīng)用。噴丸強(qiáng)化處理會導(dǎo)致材料表面發(fā)生塑形變形,減少零件表面拉應(yīng)力并引入有益的殘余壓應(yīng)力,從而提高了材料的性能。

在實(shí)際生產(chǎn)中,諸多處于關(guān)鍵部位的金屬構(gòu)件由于對抗疲勞性能的要求比較高,多選用噴丸強(qiáng)化處理后的300M鋼來制造。通過對多個(gè)噴丸過程的仔細(xì)研究,在保證表面粗糙度下降不大的前提下,最終獲得相對較好的殘余壓應(yīng)力場以及使組織得到細(xì)化,達(dá)到最大程度上提升300M鋼零件的疲勞壽命的目標(biāo)[7-9]。

1 試驗(yàn)材料及方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料選用300M(40CrNi2Si2MoVA)鋼,其化學(xué)成分如表1所示。300M鋼是在4340鋼基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的一種超高強(qiáng)鋼,經(jīng)機(jī)加工處理后,表面粗糙度Ra為0.602 μm,顯微硬度為460 HV0.2。

表1 300M鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)

1.2 噴丸強(qiáng)化處理

300M鋼零件噴丸強(qiáng)化試驗(yàn)設(shè)備采用手動噴丸機(jī),分別為壓送式鋼丸噴丸機(jī),彈丸流量0.5～20 kg/min,空氣壓力0.05～0.55 MPa;虹吸式陶瓷噴丸機(jī),鋼絲切丸和陶瓷丸,彈丸流量0.1～2 kg/min,空氣壓力0.05～0.65 MPa。……