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抛喷丸工艺 在坦克履带板连接筋的处理

文章出处:原创 编辑:抛丸机发表时间:2015-5-27 7:07:23 浏览人数:764,1,0
摘要:针对新研制的中锰铸钢坦克履带板装车考核中的特点,提出了对连接筋实施抛喷丸强化处理的预强化方案。分析了抛喷丸强化层的组织和硬化特性;还通过连接筋的3点弯曲疲劳试验,探讨了抛喷丸强化对连接筋疲劳裂纹形成的影响。研究认为,对中锰铸钢坦克履带板连接筋进行抛喷丸强化预处理,是提高其整体使用寿命的重要途径。

   中锰铸钢的研制成功,使59式主战坦克履带板的平均使用寿命达到了10000km。进行装车考核的99块新材料履带板,经过10997km使用后,产生不同程度裂纹的履带板总数为66块。经过检查,产生裂纹的部位均为连接筋,制约其使用寿命的主要因素是连接筋开裂。

   文献指出,59式坦克ZGMln3履带板通常产生5个部位的裂纹:连接臂、连接筋、着地筋、销耳孔壁及诱导齿根部。中锰铸钢履带板为什么只产生连接筋裂纹,而不出现其余4个部位的裂纹呢?显然与中锰铸钢在承受冲击疲劳载荷时,具有应变诱发马氏体相变的强化机制有关。

   图1是59式坦克履带板着地面的照片。都不与地面直接接触,而得不到充分的强化。由照片知,8条连接筋全为拱形,服役过程中。
   为了能将中锰铸钢坦克履带板的使用寿命提高至1200okm以上,从而达到坦克的一个大修期,本文将探讨应用喷丸强化技术对连接筋部位进行预强化的技术途径。
抛喷丸工艺 在坦克履带板连接筋的处理
图159式主战坦克履带板着地面照

2、连接筋喷丸强化及强化层分析:
   取3块中锰铸钢履带板成品,在气动式固定喷丸机上,进行连接筋喷丸强化处理,其喷丸工艺及喷丸强度,如表1所示。
表1喷丸工艺主要参数及喷丸强度
表1喷丸工艺主要参数及喷丸强度
图7中锰铸钢履带板连接筋3点弯曲       冲击疲劳开裂的a-IgN曲线
   由图7可知,中锰铸钢履带板连接筋经喷丸强化后,冲击疲劳开裂的应力临界循环周次抓。有了明显的提高;在月点应力为500MPa时,瓜提高了.25倍:在A点应力为300MaP,呱提高了1.3倍以上。
   喷丸强化的上述效果,与中锰铸钢的强化特性和喷丸强化机制密切相关。钢制零件在喷丸处理时,将通过表面压力和细化晶粒而获得强化`4,。对于中锰铸钢履带板连接筋来说,经喷丸处理后,连接筋表面的压应力达420MPa,强化层的金相分析证明,其粒变化不明显(见图3(a)),但该材料在强化层中发生了应变诱发马氏体相变,使强化层获得了硬化,材料的屈服极限也将有明显的提高。因此,喷丸强化所造成的表面(层)压应力和屈服极限的提高,是使其疲劳开裂的临界循环周次凡提高的2个最主要因素。
   虽然本试验只做了2个应力条件下的开裂试验,其a一lgN关系曲线比较粗糙,但还是能反映喷丸强化,对疲劳开裂特性影响的基本规律,具有一定的应用价值。中锰铸钢履带板在装车考核试验时,最早发现连接筋出现可见裂纹的里程是8300km。裂纹可以用肉眼观察到,说明该裂纹己经历了一定的扩展过程,裂纹萌生时的里程肯定小于8300km。大家假设裂纹萌生里程为5oooklll,由履带的行走特点,就可计算得到冲击疲劳循环周次为1.29`106次。那么,根据图7就可推断,喷丸处理后的开裂循环周次为4x106次,其对应的使用里程为10400km。再由中锰铸钢的疲劳裂纹扩展速率较ZGMln3慢的试验结果`51,可以预计,连接筋进行了喷丸处理预强化的中锰铸钢履带板的整体使用寿命,能够达到12000km以上,从而达到坦克的一个大修期。

3、结论:
(1)中锰铸钢坦克履带板连接筋经喷丸处理后(喷丸强度为.04一.05.Amm),强化表面的残余应力为压应力,氏=一420MPa;强化层的最高硬度达HV792.7,显著强化深度为0.35mm,组织为线条状a一M,其相对量由表层的100%沿深度的方向减少。
(2)喷丸处理和未喷丸处理的履带板连接筋试样的3点弯曲冲击疲劳开裂的。一19呱的试验结果证明,喷丸处理能显著延长疲劳裂纹开裂和临界循环周次瓜,其主要原因是,喷丸强化所造成的表层压应力和应变诱发马氏体相变,使材料的屈服极限提高。
(3)中锰铸钢坦克履带板连接筋经喷丸强化处理后,有望使履带板和整体使用寿命达到12000km以上。
本文来源青岛华盛泰抛丸机:/jishu/764.html
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