第15卷 第4期
摘要：目的 研究 7B50−T7751 铝合金在不同喷丸成形压力下力学性能的变化规律，探究喷丸成形压力对材料表面形貌、疲劳寿命及静力性能的影响。方法 在不同的喷丸成形压力（0.42、0.50 MPa）下对 7B50−T7751 铝合金进行处理，分析材料的表面形貌。在此基础上，通过细节额定疲劳基准值和截止值进行计算，并进行压缩试验，结合铝合金材料在喷丸前后应变层的位错密度和形态，分析喷丸成形压力对合金材料疲劳寿命和静力性能的影响。结果 与未喷丸试件相比，在 0.42 MPa 的成形压力下，合金材料的疲劳寿命和静力性能均有所提高。喷丸成形之后，材料表层引入了一定深度的残余压应力层，形成位错密度较大的加工硬化组织，阻碍裂纹扩展，宏观上提高了材料的强度。在 0.50 MPa 的成形压力下，材料表面更加粗糙，裂纹易在晶粒连接薄弱处萌生，导致合金材料的疲劳寿命有所降低。结论 随着喷丸成形压力的增大，合金材料的疲劳寿命先增大后减小，抗压强度有所增大。在 0.50 MPa 的成形压力下，部分裂纹易于在弹坑边缘萌生，在一定程度上会降低合金材料的疲劳强度。
图1 7B50−T7751 铝合金微观组织
图4 不同成形压力下试件的表面形貌
图5 喷丸试件的应变层位错密度及形态
图9 不同喷丸成形压力下试件的压缩弹性模量
图10 不同喷丸成形压力下试件的抗压强度
总结：
1）随着喷丸成形压力的增大，7B50−T7751 铝合金 DFR 基准值降低，经过喷丸成形的试件有多个裂纹源，裂纹起源于弹丸撞击预制缺口产生的弹坑处。断口处出现韧窝的特征形貌，随着裂纹的扩展，疲劳裂纹出现脆性断裂的特征。
2）随着喷丸成形压力的增大，相对于母材，在 0.42、0.50 MPa 压力下成形的试件抗压强度分别提升了 23.64%和 17.3%。在喷丸成形后，铝合金材料表层形成了位错密度较大的加工硬化组织，宏观上提高了材料表层的硬度和强度。
3）采用 0.42 MPa 压力进行喷丸成形时， 7B50−T7751 铝合金试件表面产生了残余压应力层，位错密度增大引起的加工硬化对疲劳裂纹的萌生和扩展起到抑制作用。而 0.50 MPa 压力下成形时，部分裂纹易于在弹坑边缘萌生，在一定程度上会降低合金材料的疲劳强度。
DOI:10.3969/j.issn.1674-6457.2023.04.009
期刊英文名称简写：J. Netshape Form. Eng.
尹佳，胡彦华，徐刚，张炜，姜伟等.喷丸成形压力对 7B50−T7751 铝合金力学性能的影响[J]. 精密成形工程, 2023, 15(4): 74-82.
Yin Jia, HU Yan-Hua, XU Gang, ZHANG Wei, JIANG Wei et al. Effect of Shot Peening Pressure on Mechanical Properties of 7B50−T7751 Aluminum Alloy [J]. Precision Forming Engineering, 2023, 15(4): 74-82.
