316L不銹鋼表面納米化后疲勞機理分析.pdf

1、在服役環(huán)境下，金屬材料的疲勞破壞多始于表面，而在材料上制備出一定厚度的納米結構表層，即實現(xiàn)表面納米化，就可以通過表面組織和性能的優(yōu)化提高材料的整體性能和服役行為。這種表面納米化技術在工業(yè)上具有非常廣泛的應用前景。
　　本文在前期研究工作的基礎上，采用由超聲噴丸納米化技術處理的316L不銹鋼試樣，對納米化前后的試樣分別進行了表層顯微組織、表層裂紋觀察、疲勞試件縱剖面形貌分析、拉伸實驗、疲勞試驗、掃描電鏡SEM觀測、殘余應力測定、AN

2、SYS有限元模擬等，對表面納米化疲勞機理進行了研究，并對疲勞性能的影響因素進行了較為細致分析研究，得出的結論如下：
　　1、超聲噴丸表面納米化使組織形貌發(fā)生變化，表面晶粒細化。超聲噴丸后，316L奧氏體不銹鋼的表面形成等軸、取向隨機、晶粒尺寸約為15～20nm的納米晶，同時在表面發(fā)生馬氏體(α)相變，表層結構是奧氏體(γ)和馬氏體(α)兩相組成的納米晶組織。
　　2、超聲噴丸樣疲勞裂紋主要是在試樣次表面（納米層與基體層交界處

3、的過渡變形層）萌生，多發(fā)生在氣孔或夾雜處，位置大約在60-80mμ深度處。
　　3、疲勞試驗測得316L不銹鋼噴丸后是噴丸前疲勞壽命的1.29～1.45倍，疲勞壽命大幅度提高。
　　4、ANSYS疲勞分析結果表明超聲噴丸納米化模型B的壽命是未噴丸模型A的1.41倍。
　　5、經(jīng)超聲噴丸處理表面納米化的材料的屈服強度sσ與抗拉強度bσ均提高，有利于提高表面的疲勞強度，而納米層的顯微組織結構改變和殘余壓應力是316L不銹鋼