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本文導讀目錄：

1、金屬材料拉伸件

2、自己做起來麻煩不？掃描二維碼訪問該頁面

3、金屬材料表面拋光強化的研究進展

金屬材料拉伸件

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自己做起來麻煩不？掃描二維碼訪問該頁面

　　我以前去研究過做菜刀這個方面的事情，所以我還是知道做菜刀什么鋼，其實你用不銹鋼來做就好了，我覺得這個做出來的手感會比較好一點，而且這個做起來也是比較簡單的，如果你用別的東西來做可能會有點復雜，當然如果你手工比較好的情況你可以考慮一下。

金屬材料表面拋光強化的研究進展

　　超聲滾壓技術是電子技術與傳統滾壓工藝的結合，屬于無切削光整加工范疇。

　　超聲波發生器將交流電轉換成高頻電振動信號后，在換能器的作用下轉變為同頻率的機械振動，并由變幅桿將該機械振動的振幅放大并傳遞給工具頭。

　　工具頭被設計成可旋轉的球形，通常由碳化鎢、鈷等硬質合金材料制成，通過將滑動摩擦改為滾動摩擦，提供了良好的穩定性，延長了超聲滾壓工具頭的壽命。

　　在超聲滾壓加工過程中，工具頭沿材料表面法線方向施加一定的靜壓力和超聲振動，在靜態擠壓和動態沖擊的作用下，使材料發生彈、塑性變形，并在工件表面產生具有一定深度、均勻且變形嚴重的塑性變形層。

　　超聲滾壓表面強化技術通過往復加工使工件表面受力均勻，加深塑性變形層，減小晶粒尺寸。

　　同時，加工過程中所產生的塑性流動將材料表層的波峰填入波谷，降低表面粗糙度，提高了顯微硬度，并在工件表層引入了有益的殘余壓應力，對于提高材料的疲勞強度、耐磨性及耐腐蝕性具有積極的作用。

　　超聲滾壓技術是一種新興的表面處理技術，可顯著降低材料表面粗糙度和提高顯微硬度，引入殘余壓應力并廣泛應用于改善各種金屬材料的表面性能。

　　目前，國內外學者主要通過試驗、微觀組織機理和有限元仿真三個方面對超聲滾壓表面強化技術進行研究。

　　超聲滾壓加工中，滾壓速度、進給量、靜壓力和滾壓次數等工藝參數對超聲滾壓處理后材料的表面粗糙度、顯微硬度、殘余壓應力及疲勞強度等性能的影響程度不同。

　　其中，BozdanaA.T.等以Ti-6Al-4V合金為例，研究了滾壓速度對材料表面形貌和近表面特性的影響，發現在較低滾壓速度下獲得的表面光潔度較好，當滾壓速度逐漸增大時材料表面粗糙度更大，其主要原因是：較低的滾壓速度使得材料表面被多次均勻處理，有效降低了表面粗糙度，而在較高滾壓速度下卻難以保證。

　　LiuY.等分析了滾壓次數對材料表面所引入的殘余壓應力的影響，結果表明，殘余壓應力值隨滾壓次數的增加而增大，當滾壓次數為12次時，表層殘余壓應力可達970MPa，與基體相比提高了近兩倍。

　　ZhangYalong等發現超聲滾壓可以在較低的靜壓力下獲得與傳統滾壓處理相同的表面粗糙度，為超聲深冷滾壓工藝應用于對硬質薄壁零件的加工提供了理論基礎。

　　由此說明，超聲滾壓表面強化技術可改善傳統加工所引起的表面粗糙和溝槽等缺陷，選擇合適的工藝參數，可顯著提高材料的表面性能。

　　與傳統加工工藝相比，超聲滾壓表面強化處理可使材料具有更高的表面硬度、更低的表面粗糙度值、更大的殘余壓應力及塑性變形，表面機械性能明顯提高，因此得到越來越廣泛的關注。

　　工件失效中80%以上屬于疲勞破壞，提高材料的疲勞強度對于增強工件的使用性能意義重大。

　　ZhuY.L.等通過旋轉彎曲疲勞試驗來探究超聲滾壓表面強化技術對Ti-6Al-4V疲勞特性的影響，超聲滾壓處理后試樣的疲勞強度達到了612MPa，相比基體試樣提高了65%。

　　此外，材料的表面粗糙度顯著降低，有效地抑制了疲勞裂紋的產生和擴展，提高了材料的疲勞性能，表層硬化是疲勞強度提高的主要原因。

　　YasuokaM.等對奧氏體不銹鋼進行研究時發現，超聲滾壓表面強化技術使材料表面硬化，提高了疲勞強度，但同時也會導致微裂紋的產生。

　　當施加的靜壓力較低時，表面微裂紋的影響弱于表面硬度的改善，疲勞強度升高，而增大靜壓力后材料表面產生了較多微裂紋，抵消了硬度的提高，降低疲勞強度。

　　超聲滾壓處理對金屬材料的強化作用主要體現在降低表面粗糙度、提高顯微硬度、引入殘余壓應力和改善表層組織結構等方面。

　　微觀組織結構對材料的機械性能影響較大，細晶粒比粗晶粒更能分散塑性變形，使塑性變形更均勻，材料的塑性、疲勞性能和摩擦學性能均提高。

　　超聲滾壓表面強化技術能夠改善材料表層的微觀組織結構，有效提高工件的機械性能。

　　梯度納米結構組織具有顯著的塑性應變幅值，可減小應變局部化，抑制裂紋萌生，對于提高材料的疲勞性能具有積極的作用。

　　HuangH.W.等發現超聲滾壓表面強化處理使材料內部產生了大量的位錯和形變孿晶，并發生了顯著的馬氏體相變，梯度納米結構組織在其共同作用下形成，提高了不銹鋼試樣的疲勞強度。

　　AmanovA.等也對納米結構組織做了相關研究，發現經超聲滾壓處理后，材料表面產生約180μm厚的納米結構層，引入的強烈塑性變形使試樣表層晶粒被細化至3035nm，消除了孔隙，提高了材料的表面機械性能。

　　由于納米結構表面層的存在，材料的表面粗糙度降低，表層硬度提高，改善了摩擦學性能和微劃痕性。

　　晶粒的細化對于提高材料的耐磨性、耐腐蝕性和抗疲勞性能具有積極作用。

　　MinglongC.等分析了納米晶粒對高強度鋼疲勞性能的影響，指出晶粒尺寸的減小會引起材料表層裂紋擴展路徑變化，在一定程度上降低裂紋的擴展速度。

　　隨著晶粒的進一步細化，裂紋的路徑方向變化也越來越多，降低了沿各個方向的裂紋長度，進而提高了疲勞強度。

　　有關表面納米化現象產生的原因，LiuD.等通過觀察17-4PH不銹鋼微觀特征發現，材料表層首先形成細長的超細晶粒，隨后在位錯滑移、位錯纏結、位錯帶及位錯壁的共同作用下晶粒被細化至納米尺寸（見圖3）；同時，形變孿晶與位錯的相互作用對表面納米晶粒的形成也產生了積極的影響。

　　NiAo等則研究了粗晶粒向等軸納米晶粒轉化的過渡過程，比較了晶粒在不同深度的微觀結構，闡明了超聲滾壓處理后材料的納米結晶機理。

　　超聲滾壓表面強化技術以其良好的光整特性可部分替代傳統滾壓和噴丸等，同時作為一種綠色制造技術能夠實現對被處理材料表面的改性，顯著提高其表面性能，有廣闊的發展前景。

　　但與超聲滾壓技術的發展相比，其機理研究仍處于初級階段，組織強化機理的理論分析較欠缺，未來需重點探討研究。

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