高能喷丸强化工业纯铁的疲劳裂纹扩展性能

采用高能喷丸在工业纯铁表面形成了自纳米化层,通过疲劳裂纹扩展试验对母材和高能喷丸试样进行对比分析,研究了高能喷丸对疲劳裂纹扩展速率、显微组织、显微硬度和疲劳断口形貌的影响规律。结果表明,高能喷丸对疲劳裂纹萌生及应力强度因子低于50 MPa·m^(1/2)的疲劳裂纹扩展有显著的抑制作用,但对应力强度因子高于50 MPa·m^(1/2)的疲劳裂纹扩展影响不明显。高能喷丸后试样表层组织出现晶粒严重破碎、挤压,表面硬度较母材提升约40%,但随深度的增加硬度迅速降低。高能喷丸的最大影响深度达到3.88×10^(-4)mm,试样由表及里可划分为表层破坏区域—纳米层—晶粒严重变形区—晶粒变形区—未受影响区,不同区域之间无明显界限。