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如何提高钢材抗疲劳断裂和应力腐蚀断裂的能力?
2020-06-23 22:09:45来源:马力钢砂点击:51次

  随着科学技术的发展,近年来,国内外许多学者提出了表面形变、强化工艺技术的新概念。它是借助改变钢材等材料表面的完整性来改变钢铁材料等抗疲劳断裂和应力腐蚀断裂的能力。

  表面形变强化工艺技术有很多种,惟独喷丸(砂)工艺具有适应性广、工艺简单、能耗低 、成本低廉、强化效果好等优点,尤其适合钢结构的焊缝处理。

  喷砂(丸)以后,被改变钢材表面完整性包括表面粗糙度、表面结构与相结构、表层的残余应力状态等。

  同时国际上许多工业发达的国家对主要承载件也采用喷丸工艺。对于钢结构工程中常用的铁基合金,如铸钢,结构钢(包括超高强度钢)、弹簧钢不锈钢等均可采用表面喷丸工艺。

  研究表面:喷丸过程是磨料流不断撞击钢材表面,并使钢材表面在深度为0.1~0.7mm范围内发生循环塑性变形的过程,也就是说,喷丸过程就是表层材料承受疲劳载荷的过程。它不仅使表层组织结构与相结构有了变化,改善和提高了材料抗高温疲劳强度的能力;更重要的是喷丸使常温下钢材表面的应力状态发生了变化。喷丸引入的残余压应力与钢构件承受的交变压应力中的拉应力在同一截面叠加后,使钢构件承受的最大拉应力由表面移至次表面,因此疲劳裂纹将萌生于内层的次表面区,而不再萌生于表面,从而使钢材获得更高于本身所固有的内部疲劳极限。

  有关实验证明,喷丸可使金属材料的常温疲劳极限搞高1.35倍。在钢结构制造业中,对焊缝等刚度变化的应力集中部位以及表面缺陷部位,必须进行适宜的喷丸强化处理。如在钢质集装箱制造过程中,除了钢板预处理的抛丸、喷车间底漆外,箱体组装焊接好后,还专门设置焊缝喷砂工艺,对所有焊缝及其左右30mm的基体金属进行喷砂处理,目的也在于有效地改善和提高焊缝部位的疲劳和应力腐蚀断裂抗力。

 

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