噴丸強(qiáng)化技術(shù)是一種材料表面機(jī)械冷加工方法，借助高速運動彈丸流或高能沖擊波撞擊材料的表面，使材料表層發(fā)生彈塑性變形，呈現(xiàn)較好的表面完整性，從而提高材料的抗疲勞強(qiáng)度、微動疲勞抗力及損傷容限性能的一種表面強(qiáng)化方法。在航空工業(yè)中，航空零件的表面完整性直接影響其使用性能和服役能力，特別是零件的疲勞使用性能。噴丸強(qiáng)化技術(shù)通過改變材料表面完整性顯著提高各類航空零部件的疲勞性能，且具有成本低、適應(yīng)性強(qiáng)和操作方便等優(yōu)點，在航空領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。目前，我國在控制零件表面質(zhì)量方面主要是測定表面粗糙度及檢測表面缺陷，還沒有建立完善的表面完整性設(shè)計及檢測體系，通過噴丸強(qiáng)化技術(shù)調(diào)控表面完整性是提高航空零件質(zhì)量可靠性的重要手段。
航天軍工裝備噴砂房系統(tǒng)
噴丸強(qiáng)化在材料表層引入殘余應(yīng)力場，其中靠近受噴材料表面一側(cè)呈現(xiàn)為殘余壓應(yīng)力，板材單面噴丸強(qiáng)化后的表層殘余應(yīng)力分布特征曲線如圖 1 所示。普遍認(rèn)為殘余壓應(yīng)力是提高工程材料抗疲勞性能和抗應(yīng)力腐蝕性能的重要強(qiáng)化機(jī)制，而且殘余壓應(yīng)力值大小、壓應(yīng)力層深度對工件疲勞強(qiáng)度或壽命影響顯著。因此，如何實現(xiàn)殘余應(yīng)力分布特征的調(diào)控是該領(lǐng)域重要研究內(nèi)容之一。
圖1 噴丸強(qiáng)化殘余應(yīng)力層沿深度分布特征曲線
殘余應(yīng)力分布特征曲線包括 5個主要特征參數(shù)：表面殘余應(yīng)力值、殘余壓應(yīng)力深度、最大殘余壓應(yīng)力及其位置、最大殘余拉應(yīng)力。彈丸撞擊材料表面時，通常與材料表面產(chǎn)生近似的赫茲接觸，形成的最大彈性應(yīng)力出現(xiàn)在材料次表面，所以通常噴丸強(qiáng)化最大殘余壓應(yīng)力位于次表面。在某些情況下，殘余應(yīng)力分布特征發(fā)生變化，例如噴丸強(qiáng)化采用低密度的玻璃彈丸介質(zhì)時，由于入射動能小，其噴丸強(qiáng)化鈦合金和鋁合金的最大殘余壓應(yīng)力值出現(xiàn)在表面。當(dāng)噴丸強(qiáng)化工藝為濕式噴丸強(qiáng)化時，硬質(zhì)合金或鈦合金也會出現(xiàn)表面殘余壓應(yīng)力值最大的現(xiàn)象，因為濕式噴丸強(qiáng)度一般相對較低（為干噴丸強(qiáng)度的1/3~1/4），且陶瓷丸介質(zhì)密度相對較小，但隨著噴丸強(qiáng)度或覆蓋率提高，最大殘余壓應(yīng)力逐漸向次表面轉(zhuǎn)移。激光噴丸強(qiáng)化工藝，最大殘余壓應(yīng)力值通常出現(xiàn)在表面，因為激光噴丸時金屬表面的吸收層吸收激光能量后氣化產(chǎn)生高溫高壓的等離子體，等離子體發(fā)生爆炸產(chǎn)生沖擊波作用于材料表面，沒有形成赫茲接觸；高壓空化水射流噴丸，其形成的最大殘余壓應(yīng)力也出現(xiàn)在受噴材料表面
航天軍工裝備自動噴砂房系統(tǒng)
噴丸強(qiáng)化工藝參數(shù)，如噴丸強(qiáng)度、噴丸時間、彈丸介質(zhì)和彈丸流量的選取對殘余應(yīng)力值大小與分布的影響明顯。較高噴丸強(qiáng)度下，彈丸入射階段具有更大動能，接觸區(qū)受噴材料應(yīng)力集中程度更大、變形層更深，所以最大殘余壓應(yīng)力值提高、殘余壓應(yīng)力層變深，但噴丸強(qiáng)度過大可能獲得相反的效果，主要由于應(yīng)力松弛和表面剝層等因素的影響。噴丸時間作用主要局限于飽和時間內(nèi)，最大殘余應(yīng)力值和應(yīng)力層深度隨噴丸時間延長而增加，達(dá)到飽和后數(shù)值基本穩(wěn)定不變。彈丸流量直接影響到彈丸動能和 100％覆蓋率時間，在一定噴丸氣壓下，彈丸流量大則噴丸飽和時間短，噴丸強(qiáng)度下降，進(jìn)而影響殘余壓應(yīng)力的大小及分布。彈丸直徑越大，噴丸強(qiáng)化越容易產(chǎn)生更深的殘余壓應(yīng)力層。
航空工業(yè)對其零件有很高的要求，不但要求零件材料輕，而且要求它們能夠 在極其惡劣的環(huán)境下承受極端的載荷。借助于保護(hù)零件表面免遭外部破壞以及延 長疲勞壽命，我們的噴丸強(qiáng)化表面處理技術(shù)能夠大大改善零件的整體性能。航空工業(yè)使用的絕大多數(shù)零件，包括飛機(jī)骨架、機(jī)翼、發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)葉片 、葉片榫頭、葉片轉(zhuǎn)盤、起落架、驅(qū)動裝置、或傳動零件（齒輪），均采用精控 噴丸處理技術(shù)滿足其材料的性能指標(biāo)。
飛機(jī)部件噴丸房系統(tǒng)
噴丸強(qiáng)化是高速運動的彈丸流噴射材料表面并使其表層發(fā)生 塑性變形的過程。噴丸過程中彈丸反復(fù)打擊材料的表面，最終在 材料表面附近造成一塑性變形層即具有一定深度的強(qiáng)化層，噴丸 強(qiáng)化合理引入表面塑性變形層的可使材料疲勞性能及抗應(yīng)力腐蝕 性能獲得明顯改善。根據(jù)材料在強(qiáng)化時產(chǎn)生塑性變形層、形變層 內(nèi)的晶粒細(xì)化和金相組織的變化可分為下述三種強(qiáng)化：
1、殘余壓應(yīng)力場(應(yīng)力強(qiáng)化)
3、殘余奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變(相變強(qiáng)化)
噴丸分類：噴丸按應(yīng)用范圍常分為三種類型：
①噴丸強(qiáng)化（強(qiáng)力噴丸）②噴丸成形③噴丸清理。
噴丸強(qiáng)化是一項應(yīng)用廣泛的表面強(qiáng)化技術(shù)，其工藝操作簡便和強(qiáng)化效果顯著特點，是用來改善和提高零構(gòu)件的 疲勞和應(yīng)力腐蝕斷裂抗力的一種有效方法。
凡具備下述特征的零構(gòu)件，應(yīng)優(yōu)先考慮采用表面噴丸強(qiáng)化處理。
A) 承受交變載荷并且容易產(chǎn)生疲勞失效的重要承力件
B)在恒定載荷和腐蝕環(huán)境共同作用的易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕(或氫脆)失效的重要 承力件
C) 拉伸強(qiáng)度超過1400MPa的各種鋼鍛件
D) 需要進(jìn)行電鍍Cr、Ni、Ni+Cd、Cd+Ti等的鋼零構(gòu)件
E) 需要陽極化處理的高強(qiáng)鋁合金零構(gòu)件
F) 帶有應(yīng)力集中部位(如內(nèi)外圓角、鍵槽、焊縫、工具標(biāo)記、壓印標(biāo)記以 及結(jié)構(gòu)上的突變區(qū)域等)
H) 各類螺旋壓縮彈簧
飛機(jī)起落架噴砂系統(tǒng)
評價噴丸強(qiáng)化效果的方法包括：
1、表面粗糙度測量 2、殘余應(yīng)力測定 3、顯微組織分析 4、顯微硬度測試疲勞強(qiáng) 度試驗。要達(dá)到預(yù)期的噴（拋）丸強(qiáng)化效果要嚴(yán)格控制其三大要素（1、設(shè)備 2、介質(zhì) 3、工藝參數(shù)）