Nghiên cứu về ảnh hưởng của nổ mìn thép lên bề mặt tích hợp

Dec 19, 2022

được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực hàng không và vũ trụ do tính chất cơ học tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn cao. Hư hỏng bộ phận do ăn mòn, mòn và mỏi thường bắt nguồn từ bề mặt vật liệu nên cần sử dụng kỹ thuật chuẩn bị bề mặt thích hợp. Bắn peening có thể gây ra những thay đổi trong cấu trúc vi mô của bề mặt vật liệu, có thể cải thiện hiệu quả các đặc tính bề mặt của các bộ phận.

Trong quá trình bắn peening, một số lượng lớn đạn bắn vào bề mặt của bộ phận, gây ra sự phát triển của cấu trúc vi mô, bao gồm tăng giá trị độ nhám bề mặt, tăng mật độ trật khớp, tinh chỉnh hạt, tăng ứng suất dư, tăng của độ cứng vi mô, v.v., ảnh hưởng nghiêm trọng đến bề mặt của bộ phận. hiệu suất. Các thông số bắn thích hợp có thể gây ra sự sàng lọc hạt, tăng mật độ lệch vị trí và ứng suất nén dư trên bề mặt vật liệu, điều này có lợi để cải thiện khả năng chống mỏi, chống mài mòn và chống ăn mòn của vật liệu. Do tác động lặp đi lặp lại của các viên đạn, chuyển động của cặp song sinh và sự lệch vị trí cũng như sự tương tác của chúng dẫn đến sự tinh chế của hạt và làm cứng lại, có thể ngăn chặn sự khởi đầu của vết nứt. Mặt khác, sự tồn tại của trường ứng suất dư có thể ức chế sự lan truyền của các vết nứt mỏi, do đó cải thiện đáng kể độ bền mỏi của vật liệu. Karimbaev và cộng sự. chỉ ra rằng bề mặt của mẫu được xử lý bằng công nghệ biến đổi bề mặt nano siêu âm có kích thước hạt nhỏ hơn, ứng suất nén dư lớn hơn và khả năng chống mỏi cao hơn. Kết luận tương tự cũng được đưa ra bởi Salvati et al. Trong quá trình mỏi, sự ổn định của ứng suất dư là rất quan trọng. Gan Jin et al. chỉ ra rằng trong điều kiện tải trọng tuần hoàn, độ ổn định của ứng suất dư phụ thuộc vào ứng suất nén dư cực đại và độ sâu của lớp ứng suất nén dư. Do tinh chế hạt và làm cứng, độ cứng của lớp bề mặt của vật liệu được cải thiện đáng kể và khả năng chống mài mòn của vật liệu có thể được cải thiện cùng một lúc. Chamgordani và cộng sự đã chỉ ra rằng xử lý mài cơ học bề mặt có thể cải thiện độ cứng bề mặt của vật liệu, giảm đáng kể hệ số ma sát và giảm tốc độ mài mòn. Yin Meigui et al. đã chỉ ra rằng khả năng chống mài mòn do va đập của các mẫu hợp kim titan TC4 đã được cải thiện đáng kể sau khi bắn tia laser. Quy tắc tương tự cũng được thể hiện trong hợp kim magiê AZ31 sau khi bắn siêu âm peening. Điều đáng chú ý là các hạt tinh chế cung cấp một số lượng lớn các ranh giới hạt, trở thành các vị trí hoạt động để hình thành màng thụ động và tăng cường khả năng chống ăn mòn của vật liệu. Các vật liệu sau khi mài bằng tia laser, bắn bằng siêu âm và mài cơ học bề mặt đều cho thấy mật độ dòng ăn mòn thấp hơn. Dưới các thông số bắn peening không phù hợp, giá trị độ nhám quá mức và các vết nứt quá mức trên bề mặt vật liệu cũng sẽ có tác động tiêu cực đến các đặc tính của vật liệu. Ở biên độ biến dạng cao hơn, độ nhám bề mặt và các vết nứt nhỏ là những yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ mỏi của vật liệu. Giá trị độ nhám bề mặt quá cao cũng sẽ làm giảm khả năng chống mài mòn và ăn mòn của vật liệu. Silva và cộng sự. chỉ ra rằng bề mặt gồ ghề lớn của vật liệu do quá trình bắn bi làm giảm khả năng chống mài mòn của vật liệu và sau khi bề mặt nhám được loại bỏ đúng cách, khả năng chống mài mòn của vật liệu có thể được cải thiện. Peral et al. cũng chỉ ra rằng độ nhám bề mặt có thể ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn của vật liệu và tốc độ ăn mòn của bề mặt bị bắn bị giảm đáng kể sau khi đánh bóng điện. Có thể thấy rằng sự phát triển vi cấu trúc của vật liệu bề mặt do quá trình bắn peening gây ra có ảnh hưởng rất quan trọng đến tính chất của vật liệu.Nhôm Hợp Kim Khối 2024 T352.



Mặc dù các quy luật chung tương ứng của các kỹ thuật mài mòn bằng bắn đã được thiết lập, nhưng không có sự so sánh hiệu quả nào về tác động của các phương pháp mài mòn bằng bắn khác nhau đối với cấu trúc vi mô bề mặt của vật liệu dưới cùng một cường độ mài mòn. Vì vậy, để làm rõ hơn ảnh hưởng của phương pháp mài bắn lên bề mặt vật liệu dưới cùng một cường độ mài bắn, tác giả đã lấyNhôm Hợp Kim Khối 2024 T352với tư cách là đối tượng nghiên cứu, dưới cường độ bắn của mẫu thử Armin loại A với chiều cao hồ quang danh nghĩa là 0,15 mm, để đánh giá tác động của quá trình bắn siêu âm và bắn khí nén lên hình thái bề mặt, cấu trúc tế vi, ứng suất dư, và độ vi mô của vật liệu.