超声滚压金属材料的疲劳性能研究进展

陈辉涛; 豆敏; 李磊; 曾延; 刘露; 黄威; 孙守义

应用力学学报 ›› 2024, Vol. 41 ›› Issue (2) : 260 -287.

超声滚压金属材料的疲劳性能研究进展

陈辉涛, 豆敏, 李磊, 曾延, 刘露, 黄威, 孙守义

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摘要

超声滚压(ultrasonic surface rolling, USR)技术结合高能冲击和静载滚压的特点，处理后工件具有表面光洁度高、变形层深、残余压应力大和晶粒细化明显等优势；可通过适当的工艺参数设计，极大提高金属材料的疲劳强度，因而在制造业得到了广泛应用。自该技术应用至今，国内外学者做了大量有关USR工艺及性能方面的研究，并在多种重要金属材料及关键零部件中应用。截至目前，关于USR工艺参数对材料表面完整性和疲劳性能的研究，比较零散，缺乏系统总结。研究首先简要介绍了USR的工作原理和可控性；然后总结了不同USR工艺参数诱导的残余应力和微观组织，以及残余应力在疲劳加载过程中的释放规律；分析了不同工艺USR诱导的表面完整性对疲劳性能的影响及其潜在机理；阐述了与USR相关的复合强化方法的最新进展，并展望了USR金属材料的应用前景。