噴丸強化表面的疲勞過程

在載貨汽車中，鋼板彈簧把車架與車橋用懸掛的形式連接在一起，承受車輪對車架的載荷沖擊，消減車身的劇烈振動，保持車輛行駛的平順性和對不同路況的適應性。50CrVA作為鋼板彈簧的最常用材料，有良好的力學性能和工藝性能，淬透性較高，釩的加入使鋼的晶粒細化，降低過熱敏感性，提高了強度和韌性，具有較好的抗疲勞強度，屈強比也較高。

噴丸強化是利用高速彈丸流對金屬材料表面進行沖擊，使其表面及近表面發生塑性變形，出現應變硬化、組織結構和殘余應力的變化，可以改善零件的表面完整性，提高零件在室溫下和疲勞斷裂抗力和應力腐蝕開裂抗力。

本文研究了高強度彈簧鋼50CrVA無缺口板狀試樣經淬火回火后達到1200～1800MPa的抗拉強度時表面處理后的殘余應力，以及各種表面狀態下的疲勞行為。

材料和熱處理

50CrVA主要成分見表1。用長400mm的試樣先在860℃淬火，然后分別在390℃、500℃、615℃進行回火，獲得了抗拉強度為1200MPa、1500MPa、1800MPa的試樣。試樣按表2進行表面處理。

試驗結果

試樣的加載采用四點彎曲法，最小應力為常數200MPa，最大應力可變。殘余應力的測試采用X射線法，晶格變形可按照Sin2

法計算。為了測量殘余應力分布，使用電解拋光對試樣的表面進行連續剝層。

地標石，指天然形成的、有一定歷史文化沉淀的、不可移動的、具有地標意義的大型觀賞石。如貴州梵凈山的蘑菇石、天柱縣的天柱石、長江三峽的神女峰、山東泰山的五岳之尊等。

疲勞試驗前的表面狀態見表3，抗拉強度1500MPa的試樣表面粗糙度，在未噴丸時大約為31μm，而經噴丸處理后升高至63μm，強度為1200MPa的試樣情況與此類似。但1800MPa的高強度水平的試樣噴丸后表面粗糙度卻顯著的降低至37μm。

間斷發熱時要4小時測量體溫1次，有發熱時體溫未超過38.5℃不予處理，高于38.5℃者給予物理降溫，體溫39℃以上者給予物理降溫并輔以藥物降溫，并每小時測量體溫1次。在病情允許情況下，喂溫開水，避免退熱出汗多，體溫驟降而發生虛脫現象。

裂紋萌生期依賴于抗拉強度，抗拉強度增加可使裂紋萌生時間增加，這種關系也適合于低溫的情況，但裂紋產生后，并不穩定擴展。這是由于隨著表面層殘余應力的增加，裂紋的擴展可被推遲到N

(該點定義為裂紋穩定擴展至斷裂時的壽命)。隨著壓應力的增加，裂紋遲緩(N

-N

)增加，循環到斷裂的周次N

也增加。N

為裂紋萌生時的循環周次，N

為循環至斷裂的周次。

到了1931年，瑞士鐘表行業才正式集體亮相MUBA；1973年，定名為第一屆歐洲鐘表珠寶展；1983年，更名為Basel；新世紀2003年，正式改為今天這個名字: Basel World, The Watch and Jewellery Show。2013年，啟用了現在這座耗資4.3億瑞士法郎的新展館。

河堤縱段設計原則：盡量結合原河道底坡，并使土方挖填平衡。河道設計流量393 m3/s（10年一遇），工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級別為5級，次要建筑物級別為5級。

(2) 環青藏高原東側第一階梯坡降區的復雜地形地貌，是川藏高速公路崩塌發育的根本原因之一，其地形陡、坡降大，岷江、大渡河流經的高山峽谷區，為崩塌危巖的發生奠定了良好的地形地貌基礎。

⑴噴丸前的預應變減少了塑性應變速率；降低試驗溫度，則塑性應變降低；

⑵裂紋源通常在非金屬夾雜物附近，這是由于夾雜物局部區域造成了很高的應力集中；

2008年以來，貴州省麻江縣完成了5個年度（2008—2012年）的石漠化綜合治理任務，取得了明顯的生態、經濟和社會效益。該縣也因工作突出曾兩度 （2009年、2012年）被評為全省石漠化綜合治理先進縣。及時梳理和總結前階段工作，探索創新治理思路，對深入推進石漠化治理工作和提高治理水平具有積極意義。

試樣表面上的殘余壓應力隨著抗拉強度的增加而增加，并且殘余壓應力的最大值和它在表面層下的深度也與此類似。預應力噴丸使試樣表面產生了最大的殘余壓應力，同時預應力噴丸不但使殘余應力的最大值增加，而且使最大值距表面的深度增加。

同一表面處理狀態下，增加抗拉強度，疲勞壽命增加。同一抗拉強度下，預應力狀態的疲勞壽命增加。

疲勞壽命受臨界裂紋長度ac的限制，而臨界裂紋長度依賴于抗拉強度和溫度。降低溫度和增加抗拉強度都使臨界裂紋長度減少，當然，臨界裂紋長度也受加載水平影響。

對不同抗拉強度、試驗溫度和表面處理試樣疲勞后，試樣力學性能的變化(由疲勞加載所引起)如表4所示。

結果討論

⑴噴丸使表面產生塑性變形，變形層深度大小取決于丸粒的能量、材料的應力狀態和材料的強度。

當前，各種污水處理技術的除磷原理主要是生物除磷[1]。污水中總是存在一些活性污泥，其內部含有一些聚磷微生物，將這些微生物植物厭氧條件時，其細胞內部的聚磷就會轉變為正磷酸鹽，將其釋放到細胞外后，能夠攝取污水中比較容易降解的有機物等，經過化學反應后合成聚β丁酸，并將其存儲在微生物的體內。當環境變為好氧環境時，這些聚磷微生物就可以將游離氧與PHB結合產生化學反應，從而產生一些能量。這些能量能夠吸收污水中的磷，并且在細胞內合成聚磷酸鹽。

疲勞試驗中觀測的現象表明：

1)隨著抗拉強度的增加，表面粗糙度降低，這表示噴丸的透入深度降低。

2)殘余應力的分布還取決于抗拉強度，因為隨著抗拉強度的增加，表面殘余壓應力增加，但噴丸深度減小。

3)預應變應力噴丸產生的最大殘余壓應力是由于試樣表面的彈性預應變減小了克服屈服強度所必須的應力，使更多的動能轉變成塑性變形。

⑵一般而言，疲勞壽命可由裂紋萌生期，裂紋擴展期和最后斷裂期來確定。

裂紋萌生期是受表面殘余應力，表面粗糙度，材料強度和環境溫度影響的。

裂紋通常是在表面層內的高應力集中區如非金屬夾雜物和表面缺陷處出現的，這些材料缺陷對彎曲載荷是很敏感的。這在拋光的試樣中也同樣可以發現，由于表面拋光，抗拉強度升高，表面局部區域的應力集中減小，因而抑制了早期裂紋的形成。預應變使彈性屈服強度提高，因而推遲了裂紋的萌生。

徐浡君后期風景油畫的代表作包括2014年1月的《K.S.T.唯博邑No.5》、2014年《K.S.T 唯博邑NO.15》、2014年4月《K.S.T.唯博邑No.18》、2014年4月《K.S.T.唯博邑No.19》、2014年9月《K.S.T.No36舊城》、2014年10月《K.S.T.No.33小紅地》、2014年11月《K.S.T.No.27城子村》、2014年11月《K.S.T. No.29 大糯黑》、2014年11月《K.S.T.No.32 大糯黑》等系列作品。

⑶噴丸處理可推遲裂紋的萌生，而預應力噴丸對裂紋的萌生有更大的推遲作用，降低試驗溫度具有同樣效果。

表面殘余應力的作用如一個平均應力一樣，從而降低了有效應力，這種作用如降低加載水平一樣。這個作用的一個標志是表面應變隨著表面殘余應力的增加，表面應變減小。

增加抗拉強度，擴大了彈性區，因此減小了表面受力的影響。降低溫度的作用與此相同，由于它增加了材料強度。裂紋的擴展依賴于殘余應力分布、材料的強度和試驗溫度。噴丸處理后，最大殘余壓應力是在表面層下出現的，這意味著隨著距表面深度的增加載荷降低。當裂紋擴展到該區域時，由于殘余應力和實際施加應力的合應力產生的裂紋尖端的應力強度因子小于裂紋穩態擴展的門檻值，因而停止擴展。增加殘余應力的范圍，和同時增加最大應力存在的深度，可更有效地推遲裂紋形成。

但是，我們不能假設殘余應力始終為一個常數，因為殘余應力分布在疲勞加載過程下是減少的，并且其減少的程度取決于加載水平、溫度和抗拉強度。這個過程會影響裂紋尖端的應力強度因子使其越過門檻值，這樣原來停止擴展的裂紋可能會重新擴展。

裂紋擴展速率可通過抗拉強度和試驗溫度來確定，隨著抗拉強度的增加或者溫度的降低可加速裂紋的擴展，即減少裂紋的擴展期。

當裂紋擴展到給定材料的臨界裂紋長度時,則開始斷裂,這個臨界點可用斷裂韌性來表示。斷裂韌性取決于抗拉強度和試驗溫度。對抗拉強度為1200MPa和1500MPa的試樣，裂紋的失穩擴展是在裂紋經過長期的擴展達到大約10mm時才開始。而對抗拉強度1800MPa的試樣，臨界裂紋長度小于等于1mm。降低溫度與提高抗拉強度的作用相同。

結論

⑴增加殘余壓應力，可推遲裂紋的萌生期。

⑵殘余應力的分布，隨著表面下深度的增加，殘余應力增加，因而，裂紋的擴展在低應力區可能被推遲或停止，這種作用取決于殘余壓應力的大小和它在表面層下的延伸范圍。由于殘余應力是不穩定的，并且隨著疲勞加載而減小，這將使裂紋尖端的應力隨時間的增加而增加，即裂紋尖端的應力強度因子增加，因此，停止擴展的裂紋將有可能會再擴展。