The superficial effect of hardening caused after vibration-assisted ball burnishing and its consequences in the tensile behavior of a carbon steel material are studied in this paper. As ball burnishing affects the material to hundredths of micrometers in depth through plastic deformation, the overall macro effect of this modification was studied. Different levels of preload and vibration amplitude were studied to address the described issue. The study was done in two phases. First of all, the depth to which ball burnishing affects the material was studied by performing Vickers indentation tests with different loads. It was proven that the effects of ball burnishing are best represented when a 0.05 kg load is used, as higher loads include more volume of core material in the measurement, hence hiding the effect of ball burnishing. In a second phase, the ball burnished specimens were subjected to tensile tests. It was proven that an increase of burnishing preload diminishes the ductile behavior of the material and increases its strength representative values, although the proportion of affected material in the cross-section of the specimen is reduced with regard to the whole surface. Additionally, as the preload increases, the effects of assistance through vibrations is reduced, and the effect of the static preload acquires more relevance in modifying the macroscopic mechanical properties of the steel alloy. Experiments using different amplitudes and new forces are encouraged to obtain more information about how the material can be modified optimally through vibration-assisted ball burnishing.

中文翻译：

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通过振动辅助球抛光对S235JR钢板进行机械强化

本文研究了振动辅助球打磨后引起的表面硬化效应及其对碳钢材料拉伸性能的影响。由于球的抛光通过塑性变形将材料的深度影响到百分之几微米，因此研究了这种改性的整体宏观效果。研究了不同水平的预紧力和振动幅度，以解决上述问题。该研究分两个阶段进行。首先，通过在不同载荷下进行维氏压痕测试，研究了球磨光影响材料的深度。事实证明，当使用0.05 kg的载荷时，最好地体现出打球的效果，因为更高的载荷会在测量中包含更大体积的芯材，因此掩盖了打球的效果。在第二阶段，抛光的球试样经受拉伸试验。事实证明，尽管影响的材料在试样横截面中相对于整个表面的比例有所降低，但增加的预紧力会降低材料的延展性并提高其强度代表值。另外，随着预紧力的增加，通过振动的辅助作用会减小，静态预紧力的作用在改变合金的宏观机械性能方面具有更大的相关性。鼓励使用不同的振幅和新的力进行实验，以获取有关如何通过振动辅助球打磨来最佳地修改材料的更多信息。可以证明，增加抛光预紧力会降低材料的延展性，并增加其强度代表值，尽管相对于整个表面而言，受影响的材料在试样横截面中的比例有所减少。另外，随着预紧力的增加，通过振动的辅助作用会减小，静态预紧力的作用在改变合金的宏观机械性能方面具有更大的相关性。鼓励使用不同的振幅和新的力进行实验，以获取有关如何通过振动辅助球打磨来最佳地修改材料的更多信息。可以证明，增加抛光预紧力会降低材料的延展性，并增加其强度代表值，尽管相对于整个表面而言，受影响的材料在试样横截面中的比例有所减少。另外，随着预紧力的增加，通过振动产生的辅助作用会减小，静态预紧力的作用在改变合金的宏观机械性能方面具有更大的相关性。鼓励使用不同的振幅和新的力进行实验，以获取有关如何通过振动辅助球打磨来最佳地修改材料的更多信息。尽管受影响的材料在样品横截面中的比例相对于整个表面都减小了。另外，随着预紧力的增加，通过振动的辅助作用会减小，静态预紧力的作用在改变合金的宏观机械性能方面具有更大的相关性。鼓励使用不同的振幅和新的力进行实验，以获得有关如何通过振动辅助球打磨来最佳地修改材料的更多信息。尽管受影响的材料在样品横截面中的比例相对于整个表面都减小了。另外，随着预紧力的增加，通过振动产生的辅助作用会减小，静态预紧力的作用在改变合金的宏观机械性能方面具有更大的相关性。鼓励使用不同的振幅和新的力进行实验，以获取有关如何通过振动辅助球打磨来最佳地修改材料的更多信息。