导读:本文包含了形变强化论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:GCr15轴承钢,滚动接触疲劳,塑性变形,晶粒细化
形变强化论文文献综述
朱春莉,赵凤平,苏云帅[1]（2019）在《GCr15钢接触表面塑性形变强化与裂纹萌生机制》一文中研究指出对轴承钢GCr15在油润滑条件下开展滚动接触疲劳试验,利用扫描电镜和透射电镜对疲劳样品亚表面微观组织进行观察,并分析塑性变形层微观结构变化引起的形变强化和裂纹萌生机制.结果表明:在摩擦力作用下,接触表面组织发生塑性流动是由于晶界处的位错滑移使晶粒产生滑移变形,越接近表面组织滑移变形越严重,硬度也越高;塑性变形层内有纳米晶产生,并有部分碳化物溶解,无相变发生;由于在塑性变形层的晶界处产生孔洞而出现层状纤维组织,孔洞在循环应力的作用下形成裂纹;塑性变形层的厚度随着接触应力和循环次数的增加而增加.(本文来源于《宁波大学学报(理工版)》期刊2019年06期）
钟丽琼[2]（2019）在《表面形变强化残余应力场对Inconel718高温合金高周疲劳性能的影响规律研究》一文中研究指出Inconel718高温合金在600℃高温环境下具有良好的机械性能,在室温下的强度等级高达1500MPa,常作为连接飞机机体的高强度对接螺栓的关键材料使用。由于在飞机飞行过程中,对接螺栓承受着复杂的疲劳载荷作用,因此,所使用的材料除了需要满足高强度的要求以外还需要同时满足高疲劳寿命的要求,以保证飞机的安全运行。而大量关于Inconel718高温合金的力学性能的研究结果显示,优化的热处理工艺虽对提高Inconel718高温合金的抗拉强度有显着效果,但对提高疲劳寿命效果并不明显。表面强化技术因在材料表层引入残余压应力和提高材料表层力学性能而成为提高材料疲劳寿命的主要措施。关于Inconel718高温合金的表面形变强化虽已有大量研究,但研究成果仅局限于表面形变强化后表层特征参数变化及提高疲劳性能的结果的表征和分析,对于因表面形变强化处理后引入的残余压应力的分布特征规律缺乏系统研究,残余压应力场对疲劳性能的影响机制也并未透彻分析。尤其是先进的高能表面强化技术在材料表面引入更大的残余压应力和更深的残余压应力层深后,将对材料疲劳性能到底会产生何种影响有待深入研究。可见,研究Inconel718高温合金经表面形变强化后的残余压应力场的特征分布规律以及其对高周疲劳性能的影响规律,对于提高飞机对接高强度螺栓的疲劳寿命,缩短其研发周期,降低其研发成本具有重要的指导意义和实用价值。在此背景下,本文以飞机对接螺栓用Inconel718高温合金为研究对象,从影响材料疲劳性能的强度、表层残余压应力分布、表面形貌及粗糙度、表层微观组织及显微硬度分布等因素出发,结合OM、SEM、TEM、HRTEM和EBSD等检测和分析手段,探索了Inconel718高温合金在不同抗拉强度下的室温高周疲劳极限与抗拉强度的定量关系,对比了具有不同残余压应力场分布特征的室温高周疲劳极限,深入分析了表面形变强化残余应力场对Inconel718高温合金室温高周疲劳极限的影响机理。对比了Inconel718合金对接螺栓头部R超声滚压和传统滚压的高周疲劳寿命和疲劳断裂特征,为进一步提高对接螺栓的疲劳性能提供新的技术路径。主要研究内容和结论为:(1)首次研究了Inconel718合金在不同强度下的室温高周疲劳极限与抗拉强度的定量关系。结果表明,室温下,固溶态和时效态Inconel718合金的抗拉强度分别为940MPa和1560MPa,高周疲劳极限(10~7次)分别为492MPa和461MPa,固溶态的抗拉强度比时效态低65.9%,但高周疲劳极限比时效态的高6.73%。该合金室温高周疲劳极限与抗拉强度满足二次函数关系。(2)基于X射线衍射叁维应力测试仪,首次对Inconel718合金不同表面形变强化后叁维残余应力的分布特征进行了实验研究。研究结果表明:喷丸表层残余应力状态从表面到次表面依次为叁维应力状态、平面应力状态和单轴应力状态。超声滚压表层残余应力状态为表面平面应力状态到次表面单轴应力状态过渡。喷丸和超声滚压的轴向表面残余压应力值基本相等,约为1000MPa,但超声滚压残余压应力层深是喷丸的1.5倍。(3)基于接触力学理论,首次对不同表面形状工件的超声滚压覆盖率进行理论研究。构建了圆柱端面、圆柱面及平面工件超声滚压覆盖率的数学模型。(4)对比研究了不同表面形变强化方式、不同工艺参数的超声滚压的形变表层特征及拉伸性能。结果表明:喷丸和超声滚压的表层形变特征基本相同,喷丸表面粗糙度是超声滚压的4.44倍;超声滚压表层塑性变形程度及深度都随单位面积冲击次数和滚压遍数的增加而增加,其中滚压遍数增加的影响程度大于单位面积冲击次数。在较大工艺参数的条件下,固溶态Inconel718合金超声滚压表面出现表面纳米化,但纳米组织层深较浅,对拉伸性能的影响很小。(5)对比研究了喷丸和超声滚压处理试样、不同尺寸及不同热处理状态的试样经超声滚压处理后的室温高周疲劳行为。结果表明,时效态Inconel718合金φ3.6mm试样,喷丸后疲劳极限提高了3.2%,超声滚压后疲劳极限反而降低了24.8%;固溶态Inconel718合金φ3.6mm试样,超声滚压后疲劳极限降低了25.8%。但时效态Inconel718合金φ8mm试样经超声滚压后疲劳极限提高了10.8%。断口分析结果发现,无论是固溶态还是时效态合金小尺寸(φ3.6mm)试样经超声滚压后的疲劳裂纹均萌生于试样心部位置,其疲劳强度反而降低;但是小尺寸喷丸试样和大尺寸(φ8mm)超声滚压试样的疲劳裂纹均萌生于试样次表面,其疲劳强度反而提高。由此首次提出超声滚压残余应力场对轴向拉压疲劳性能的影响具有尺寸效应。通过统计不同载荷应力下的疲劳裂纹萌生位置,结合残余压应力场的分布特征,阐明了小尺寸试样超声滚压疲劳极限降低的原因。基于叁轴应力度的内部疲劳极限理论,构建了轴向拉压疲劳试样的内部疲劳极限分布模型;获得了表面形变强化残余压应力场对疲劳极限的影响机制。从而为高能改性强化条件下不同尺寸构件的疲劳强度设计提供了关键理论依据。(6)对比研究了不同极限载荷比例下对接螺栓头部R超声滚压和传统滚压后的高周疲劳寿命。结果表明,采用超声滚压强化处理,载荷比例为40%的螺栓疲劳寿命约为传统滚压的20倍,载荷比例为50%的螺栓疲劳寿命约为传统滚压的7倍。超声滚压在具体的对接螺栓头下R的强化处理上具有显着的强化效果。(本文来源于《贵州大学》期刊2019-06-01）
吕志甲[3]（2018）在《复杂黄铜表面滚压形变强化及其对表面性能的影响》一文中研究指出我国是铜资源消费大国,每年生产的铜制品占全球铜制品总产量的大约50%。然而我国铜矿查明量仅占世界总储量的4.6%,因此需要进一步提高铜合金的综合性能和使用效率。面滚压形变强化技术不改变材料表面的化学成分,直接在基体材料表面上进行冷加工,材料表层组织结构的变化呈梯度连续性变化,不存在结合力不牢脱落的问题,另外材料表面形变强化用到的设备简单廉价、工艺操作方便和效果显着。用该方法提高铜合金的性能具有一定的研究和应用价值。论文用铜合金中使用最广泛的复杂黄铜为实验材料,通过滚压对复杂黄铜进行表面形变强化,然后利用扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、白光干涉仪、硬度机、UMT-2多功能摩擦磨损机和电化学工作站等分析测试设备对铜合金表面微观组织结构和各性能进行分析研究,得到以下主要结论:(1)当主轴转速为450 r/min,压入量为1 mm,进给速度为0.14 mm/r时,形变层深度大约180μm,在最表层的90μm内,β和α相晶粒严重碎化,晶界模糊,硅锰强化相镶嵌其中,平行于表面排列。90-180μm范围内β相压扁被拉长,α相和硅锰强化相沿晶界分布。(2)复杂黄铜表面滚压可以降低表面粗糙度Ra。主轴转速、压入量和进给速度等工艺参数对Ra有显着影响。滚压量不断增大时,Ra值先是减小后又增大,在滚压量为1 mm时,Ra值最小为0.36μm,在滚压量2 mm时急剧上升为1.6μm,并且表层出现剥层和裂纹。进给速度越慢表面滚压越均匀,Ra值越低,进给速度快滚压不充分Ra值升高。主轴转速和Ra值呈类似关系,转速越低Ra值越低。(3)表层显微硬度和表层显微组织变化相对应,也呈梯度分布,硬度值随层深增加逐渐降低。改变主轴转速,其他参数不变,硬度沿层深分布变化不大,但最表层层度变化显着。硬化层深度随滚压量的增大而增大。(4)复杂黄铜表面形变强化提高了其在油润条件下的摩擦磨损性能。在油润滑环境下,滚压试样在50 N时磨损率降低大约2倍,75 N时降低1倍,100 N时降低10%,125N时降低40%左右。滚压试样在载荷为50 N和75 N时是轻微的磨粒磨损,载荷为100N时磨损以层状剥落和磨粒磨损为主,125 N时磨损机制为磨粒磨损、氧化磨损少量的疲劳磨损,可能是次表层二次强化和氧化磨粒共同作用磨损率降低。(5)在质量分数3.5%为NaCl溶液介质中做动电位扫描电化学腐蚀,滚压试样的腐蚀电位为240 mV高于原试样204 mV,腐蚀电流密度2.4?10~(-6)Acm~(-2)远低于原试样41.2?10~(-6) Acm~(-2)。滚压强化提高了复杂黄铜的耐腐蚀性。在电化学腐蚀过程中,原试样出现严重的脱锌腐蚀,滚压后试样表面粗糙度的降低,残余压应力和形变织构共同作用下提高了耐腐蚀性能。(本文来源于《太原理工大学》期刊2018-06-01）
王均保[4]（2018）在《AISI304不锈钢超声冲击形变强化及其回复行为研究》一文中研究指出超声冲击技术作为一项新型的表面形变强化技术以其高效、可控、清洁、灵活的特点得到广泛认可。迄今为止,超声冲击技术在工业生产中主要用于改善焊缝区疲劳性能,广泛应用于海上平台、钢制桥梁以及大型飞机的修复和延寿工程中。超声冲击处理后,金属材料的表面组织细化,并产生了一定深度的残余压应力层,显着的提高了材料的强硬度和疲劳性能。然而对超声冲击参数与冲击强化效果之间的关系还缺乏系统的研究,对超声冲击表面强化效果能够保持多久,残余压应力在长期服役条件下会发生怎样的变化,是否会发生应力松弛,应力松弛的幅度和速度怎样,这些问题至今还鲜有研究,而这些问题却是实际工程中迫切需要了解的问题。本实验以核电站常用材料AISI304不锈钢为研究对象,利用本研究室改进的超声冲击设备对AISI304不锈钢试样表面进行冲击强化。实验对AISI304不锈钢试样表面分别进行3 min/cm~2、6 min/cm~2、9 min/cm~2、12 min/cm~2四种不同强度的冲击强化处理,实验结果表明:经过四种不同强度的冲击强化处理后,其表面粗糙度有明显的降低,硬度、马氏体含量、残余压应力显着增加。随着冲击强度的增加,表面粗糙度在冲击强度为9min/cm~2时达到最小,表面硬度、表面马氏体含量、表面及最大残余压应力都分别在冲击强度为9 min/cm~2时,达到最大。通过实验优化出最佳的冲击强度参数为9 min/cm~2。以此为基础,对超声冲击处理试样在长期服役过程中的组织回复行为和应力松弛特性进行了研究。实验对超声冲击试样在真空中条件下进行了250℃和350℃不同加热时间的回复处理,以加速实验的方法模拟经超声冲击的试样在长期服役过程中组织性能的演变过程。结果表明,不管是在250℃还是350℃下,随着保温时间的增加,表面马氏体含量、表面显微硬度和表面残余压应力都在保温时间较短时出现明显的下降,随后缓慢下降,最后达到稳定状态,但仍较未冲击处理试样分别高出85%、182%、150%以上。综合以上实验结果得到的结论是:超声冲击处理是一种非常有效的材料强化方式,但存在强化饱和效应,具有最佳的冲击强度值,本实验条件下最佳的超声冲击强度为9min/cm~2。超声冲击强化效果在加速实验中虽有一定程度的退化,但幅度并不大,超声冲击强化效果在加热处理的加速回复条件下仍然保留了绝大部分的冲击强化效果,这意味着,超声冲击处理后的零部件在长期常温工作条件下,组织回复、性能退化的过程是比较缓慢的,其强化效果能够维持相当长的一段时间,AISI304不锈钢在长期服役过程中UIT强化效果具有相当的稳定性和可靠性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-05-01）
孟大伟[5]（2018）在《焊接热影响区预形变强化新工艺有限元模拟及应用》一文中研究指出316L奥氏体不锈钢是一种具有优良综合变形能力的材料,经常用来制造各种类型的封头制品。传统大型拼焊封头的制造工艺,很难控制成形后封头的焊接接头热影响区局部减薄缺陷。本文基于应变强化理论,提出了焊接热影响区预形变强化新工艺,通过有限元模拟与大型封头成形试验相结合的方法对该工艺进行了研究。利用MARC有限元模拟软件建立标准拉伸试件的模型,对拼焊板接头热影响区局部轧制预硬化-单向拉伸工艺进行了集成化有限元模拟。首先对拼焊完成的标准拉伸试件的焊接接头热影响区进行不同压下量的局部轧制预硬化处理,其次对完成局部轧制预硬化处理的试件进行单向拉伸模拟,分析局部轧制预硬化处理对温度场、应力应变场和厚度分布的影响规律。利用拼焊板局部轧制预硬化-单向拉伸模拟得到的规律,针对大型拼焊容器封头成形技术,对拼焊、局部轧制预硬化和拉深成形进行有限元集成模拟,分析成形后封头的温度场、应力应变场和厚度分布的影响规律,确定大型拼焊容器封头成形工艺参数。结合局部轧制预硬化有限元模拟得到的工艺参数,进行拼焊封头成形试验,并对接头附近各区域进行金相组织观察和硬度测试,接头热影响区组织基本实现了均匀化,与变形后母材组织晶粒大小基本相当,并没有出现未进行局部轧制预硬化拉深成形封头热影响区晶粒长径比增大、被拉长的现象,且该成形拼焊封头接头各区域的硬度值分布基本实现了均匀化。(本文来源于《燕山大学》期刊2018-05-01）
蒋书祥[6]（2018）在《热力耦合高速二维超声滚压表面形变强化机理研究》一文中研究指出二维超声滚压加工技术是将二维复合超声振动技术与表面滚压加工技术相结合,实现工件表面强化的一种新工艺。高速加工技术可以提高加工的效率,改善加工表面质量,但也会产生较高的加工温度,引起应力应变场的变化和工件表层硬度的变化。将二维超声滚压加工技术和高速加工技术相结合,有可能在提高强化效率的同时可进一步提高工件强化质量。本文通过理论分析、有限元模拟和工艺试验等方法,研究热力耦合作用下高速二维超声滚压加工的表面强化机理。主要研究内容包括:(1)基于二维超声滚压加工表面强化的工作原理,研究了二维超声滚压加工过程中工件塑性变形与热量之间的转换关系,以及温度梯度效应与内部微观组织变化的关系。研究表明,二维超声滚压加工过程中,温度场和应力场是相互作用和影响的,塑性变形和摩擦作用产生热量使工件表面温度升高,而温度场通过改变与温度相关的材料特性来影响应力场。(2)对高速二维超声滚压加工过程进行了热力耦合数值模拟,研究了试件表面温度场和等效应力应变场随时间的变化情况,以及残余应力沿深度方向上的分布规律。研究表明,表面温度场、等效应力应变场随时间的增大而增大,而等效应力值最终趋于稳定,各方向残余压应力值随着深度的增大逐渐减小。在热力耦合作用下,铝合金表面各方向残余应力均为残余压应力,残余压应力层的厚度约为1.2mm,且温度场与应力应变场是相互影响的。(3)采用单因素试验方法对7050铝合金进行高速二维超声滚压加工试验,研究滚压工艺参数对表面粗糙度、显微硬度、残余应力和表面微观形貌的影响。研究表明,经过二维超声滚压加工后,铝合金表面粗糙度值大幅度降低,显微硬度明显提高,并形成残余压应力。通过对表面微观形貌的观察,发现铝合金表面较为平整光滑,表层材料组织明显被压缩,且形成加工硬化层。选择合适的静压力、转速、进给量和振幅,可提高滚压表面质量。(本文来源于《河南理工大学》期刊2018-04-01）
马旭,袁柱桐,刘艳辉[7]（2017）在《挤压模具用H13调质钢滚压形变强化的研究》一文中研究指出采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和疲劳试验机研究H13调质钢滚压形变强化疲劳前后的显微组织特征和应力,实验结果表明:H13钢疲劳抗力的提高主要是由于形变显微组织和应力的产生及表面粗糙度的降低导致的。滚压强化显微组织中产生高密度位错和单个、分散的变形孪晶,经过106以上的循环周次后,晶界一孪晶的交互作用是其主要特征,此时网状析出β′相已经完全转变为颗粒状β相。(本文来源于《轻工科技》期刊2017年10期）
胡保全,王延忠,刘和平[8]（2017）在《Mo-Cu合金烧结和形变强化研究（英文）》一文中研究指出用机械合金化法制取Mo-8wt%Cu纳米复合粉末,采用液相烧结和后处理工艺制备了全致密Mo-8wt%Cu合金。通过扫描电镜对Mo-Cu液相烧结和变形加工后合金显微组织进行了分析,研究了各种工艺参数对Mo-Cu合金致密性、拉伸强度和延伸率的影响。结果表明,高能球磨的Mo-8wt%Cu纳米复合粉末坯体,经液相烧结后,其烧结态为Mo和Cu的复合网状组织,在1 250℃烧结30min,可获得相对密度高达98.6%的Mo-Cu合金。再经静液挤压和旋转锻造变形加工处理后,可获得全致密的Mo-8wt%Cu合金。在室温静液挤压40%形变率的条件下,其拉伸强度可达576 MPa,延伸率为5.8%。(本文来源于《Journal of Measurement Science and Instrumentation》期刊2017年02期）
陈飞[9]（2016）在《形变强化T2紫铜微型平面弹簧精密蚀刻技术研究》一文中研究指出随着MEMS技术的快速发展,其应用范围和市场规模均在快速扩大。以各种微型零件与微型结构集合的MEMS技术,其发展的核心即为微型零件与微型结构的制备技术。微型平面弹簧具有提供弹性力和传递能量的作用,是重要的力学结构,因此研究高性能微型平面弹簧具有重要实际意义。本文提出以形变强化后的T2紫铜为原料,利用精密蚀刻法制备微型平面弹簧,研究了不同轧制条件下T2紫铜室温下的微观组织变化及力学性能,探索了蚀刻工艺对微型平面弹簧的成形质量和力学性能的影响。T2紫铜拉伸屈服强度同时存在晶粒尺寸效应和特征尺寸效应,其中特征尺寸效应大于晶粒尺寸效应。T2紫铜的拉伸屈服强度随着晶粒尺寸d的减小和样品厚度H的增加而增加。T2紫铜拉伸屈服强度存在明显的方向性,而且晶粒尺寸和样品厚度对其方向性的规律有显着影响。成功制备出厚度为0.10mm、0.15mm以及0.20mmm的0.50mm线宽的轧制T2紫铜微型平面弹簧。在实验条件范围内,基板厚度的增加和蚀刻温度的升高会导致蚀刻微型平面弹簧线宽精度的降低；压下量则对微型平面弹簧线宽精度无明显影响。压下量对腐蚀粗糙度的影响较大,且粗糙度随压下量的增加而减小；微型平面弹簧蚀刻侧面的粗糙度随温度升高先降后升；厚度对蚀刻侧面粗糙度无明显影响。微型平面弹簧疲劳性能随压下量和蚀刻温度的增加先降低后升高,随厚度增大而减小,配方2蚀刻液疲劳性能最好。制备出的轧制T2紫铜微型平面弹簧弹性系数高于目前大部分研究者制备的微弹簧弹性系数；循环使用寿命范围为45-299次,多数情况在百次以上,高于文献中报导的LIGA技术制备的镍基弹簧。(本文来源于《南京理工大学》期刊2016-03-01）
耿正华[10]（2015）在《基于材料微观缺陷的滚压形变强化对材料疲劳性能影响研究》一文中研究指出金属材料的疲劳裂纹极易在其表面及接近表面附近区域内微孔缺陷处萌生,而表面滚压强化技术是改善材料表面状态,提高材料疲劳寿命的有效方法之一。滚压强化作用可以通过影响微孔洞周围材料表面残余应力和其形状变化而对材料疲劳性能产生作用。本文从这两个角度出发,以铸造铝合金为研究对象,利用计算机有限元仿真技术,分析不同滚压参数下的微孔洞周围的应力分布,得到影响材料疲劳寿命的关键滚压参数。建立二维滚压弹塑性有限元分析模型,通过分析滚压工具和工件的相对变形量,确定叁维滚压有限元模型的分析类型,然后以此为依据,建立叁维滚压刚塑性有限元分析模型,通过设置确定的滚压参数,分析不同相对位置的微孔周围残余应力的分布,得到表面滚压强化作用对材料表面残余应力的影响,然后通过研究不同滚压参数下的微孔洞周围残余应力分布,确定了影响微孔周围残余应力分布的关键滚压参数,同时得到了经叁维滚压模型滚压后微孔形状发生改变的工件。建立微孔形状发生改变后工件的弹性有限元分析模型,通过对确定滚压参数下的材料施加较小名义外载荷,分析不同相对位置的变形微孔周围应力集中系数分布,得到微孔在不同相对位置时周围应力集中系数分布规律,然后通过分析不同滚压参数对形状变化后的微孔周围应力集中系数分布的影响,确定各个滚压参数对变形微孔周围应力集中系数的分布规律。最后根据微孔周围应力集中系数分布的结果,得到不同滚压参数下微孔周围最大应力集中系数的分布;建立滚压前工件弹性有限元分析模型,得到微孔形状未发生改变时的微孔周围最大应力集中系数分布,然后将滚压前后的微孔周围最大应力集中系数进行比较,最后确定滚压强化作用对微孔周围应力集中程度的影响及影响最大应力集中系数的关键滚压参数与其相对最佳值。(本文来源于《燕山大学》期刊2015-05-01）
形变强化论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
Inconel718高温合金在600℃高温环境下具有良好的机械性能,在室温下的强度等级高达1500MPa,常作为连接飞机机体的高强度对接螺栓的关键材料使用。由于在飞机飞行过程中,对接螺栓承受着复杂的疲劳载荷作用,因此,所使用的材料除了需要满足高强度的要求以外还需要同时满足高疲劳寿命的要求,以保证飞机的安全运行。而大量关于Inconel718高温合金的力学性能的研究结果显示,优化的热处理工艺虽对提高Inconel718高温合金的抗拉强度有显着效果,但对提高疲劳寿命效果并不明显。表面强化技术因在材料表层引入残余压应力和提高材料表层力学性能而成为提高材料疲劳寿命的主要措施。关于Inconel718高温合金的表面形变强化虽已有大量研究,但研究成果仅局限于表面形变强化后表层特征参数变化及提高疲劳性能的结果的表征和分析,对于因表面形变强化处理后引入的残余压应力的分布特征规律缺乏系统研究,残余压应力场对疲劳性能的影响机制也并未透彻分析。尤其是先进的高能表面强化技术在材料表面引入更大的残余压应力和更深的残余压应力层深后,将对材料疲劳性能到底会产生何种影响有待深入研究。可见,研究Inconel718高温合金经表面形变强化后的残余压应力场的特征分布规律以及其对高周疲劳性能的影响规律,对于提高飞机对接高强度螺栓的疲劳寿命,缩短其研发周期,降低其研发成本具有重要的指导意义和实用价值。在此背景下,本文以飞机对接螺栓用Inconel718高温合金为研究对象,从影响材料疲劳性能的强度、表层残余压应力分布、表面形貌及粗糙度、表层微观组织及显微硬度分布等因素出发,结合OM、SEM、TEM、HRTEM和EBSD等检测和分析手段,探索了Inconel718高温合金在不同抗拉强度下的室温高周疲劳极限与抗拉强度的定量关系,对比了具有不同残余压应力场分布特征的室温高周疲劳极限,深入分析了表面形变强化残余应力场对Inconel718高温合金室温高周疲劳极限的影响机理。对比了Inconel718合金对接螺栓头部R超声滚压和传统滚压的高周疲劳寿命和疲劳断裂特征,为进一步提高对接螺栓的疲劳性能提供新的技术路径。主要研究内容和结论为:(1)首次研究了Inconel718合金在不同强度下的室温高周疲劳极限与抗拉强度的定量关系。结果表明,室温下,固溶态和时效态Inconel718合金的抗拉强度分别为940MPa和1560MPa,高周疲劳极限(10~7次)分别为492MPa和461MPa,固溶态的抗拉强度比时效态低65.9%,但高周疲劳极限比时效态的高6.73%。该合金室温高周疲劳极限与抗拉强度满足二次函数关系。(2)基于X射线衍射叁维应力测试仪,首次对Inconel718合金不同表面形变强化后叁维残余应力的分布特征进行了实验研究。研究结果表明:喷丸表层残余应力状态从表面到次表面依次为叁维应力状态、平面应力状态和单轴应力状态。超声滚压表层残余应力状态为表面平面应力状态到次表面单轴应力状态过渡。喷丸和超声滚压的轴向表面残余压应力值基本相等,约为1000MPa,但超声滚压残余压应力层深是喷丸的1.5倍。(3)基于接触力学理论,首次对不同表面形状工件的超声滚压覆盖率进行理论研究。构建了圆柱端面、圆柱面及平面工件超声滚压覆盖率的数学模型。(4)对比研究了不同表面形变强化方式、不同工艺参数的超声滚压的形变表层特征及拉伸性能。结果表明:喷丸和超声滚压的表层形变特征基本相同,喷丸表面粗糙度是超声滚压的4.44倍;超声滚压表层塑性变形程度及深度都随单位面积冲击次数和滚压遍数的增加而增加,其中滚压遍数增加的影响程度大于单位面积冲击次数。在较大工艺参数的条件下,固溶态Inconel718合金超声滚压表面出现表面纳米化,但纳米组织层深较浅,对拉伸性能的影响很小。(5)对比研究了喷丸和超声滚压处理试样、不同尺寸及不同热处理状态的试样经超声滚压处理后的室温高周疲劳行为。结果表明,时效态Inconel718合金φ3.6mm试样,喷丸后疲劳极限提高了3.2%,超声滚压后疲劳极限反而降低了24.8%;固溶态Inconel718合金φ3.6mm试样,超声滚压后疲劳极限降低了25.8%。但时效态Inconel718合金φ8mm试样经超声滚压后疲劳极限提高了10.8%。断口分析结果发现,无论是固溶态还是时效态合金小尺寸(φ3.6mm)试样经超声滚压后的疲劳裂纹均萌生于试样心部位置,其疲劳强度反而降低;但是小尺寸喷丸试样和大尺寸(φ8mm)超声滚压试样的疲劳裂纹均萌生于试样次表面,其疲劳强度反而提高。由此首次提出超声滚压残余应力场对轴向拉压疲劳性能的影响具有尺寸效应。通过统计不同载荷应力下的疲劳裂纹萌生位置,结合残余压应力场的分布特征,阐明了小尺寸试样超声滚压疲劳极限降低的原因。基于叁轴应力度的内部疲劳极限理论,构建了轴向拉压疲劳试样的内部疲劳极限分布模型;获得了表面形变强化残余压应力场对疲劳极限的影响机制。从而为高能改性强化条件下不同尺寸构件的疲劳强度设计提供了关键理论依据。(6)对比研究了不同极限载荷比例下对接螺栓头部R超声滚压和传统滚压后的高周疲劳寿命。结果表明,采用超声滚压强化处理,载荷比例为40%的螺栓疲劳寿命约为传统滚压的20倍,载荷比例为50%的螺栓疲劳寿命约为传统滚压的7倍。超声滚压在具体的对接螺栓头下R的强化处理上具有显着的强化效果。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
形变强化论文参考文献
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