超声滚压静压力对20CrNiMo钢表面完整性及疲劳性能的影响

来源：机械工程材料杂志2025年第6期北京时间：

作者：程俊, 李毅, 李波

摘要：采用超声滚压工艺对渗碳+淬回火态20CrNiMo钢试样进行表面强化处理，研究了不同静压力（700，800，900，1 000 N）下试样的表面粗糙度、硬度、残余压应力分布以及旋转弯曲疲劳性能。结果表明：超声滚压后，试样的表面粗糙度明显降低，且随着静压力的增加呈先降低后增加的趋势，当静压力为900 N时，表面粗糙度Ra最低，为0.17 μm。超声滚压后，试样的硬度提高，且随着静压力的增加呈升高趋势。超声滚压在试样表层引入梯度分布的残余压应力；随着静压力的增加，残余压应力最大值先增后降，在静压力为900 N时达到最大，为1 128 MPa。超声滚压后试样的旋转弯曲疲劳寿命显著提高，且随着静压力的增加先增后降。当静压力为900 N时，疲劳寿命最高，达到697.3×104周次，此时疲劳裂纹源为单裂纹源，位于次表层。试样表层残余压应力最大值的变化趋势与疲劳寿命具有高度相关性，是影响疲劳寿命的关键因素。

关键词：超声滚压, 20CrNiMo钢, 表面完整性, 疲劳性能, 残余应力