激光噴丸處理304不銹鋼板應力腐蝕試驗研究.pdf

1、應力腐蝕開裂是奧氏體不銹鋼常見的失效形式。應力腐蝕通常都是在低于屈服極限的應力水平和腐蝕介質共同作用下產生的，事故往往在沒有宏觀預兆時突然發(fā)生，其破壞嚴重，對人員和財產會造成不可忽視的損失。激光沖擊強化技術是一種新型綠色的表面強化技術，具有常規(guī)加工方法無可比擬的優(yōu)點。近年來，國內外對于激光噴丸處理提高零件機械強度以及耐磨性、抗疲勞和耐腐蝕性等已取得很大的研究進展，但對于激光噴丸工藝對304不銹鋼應力腐蝕性能的影響，至今尚缺乏系統(tǒng)的研究。

2、
　　本文采用7種不同能量密度和2種不同搭接率激光噴丸參數，對304奧氏體不銹鋼進行噴丸強化加工，通過X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)和顯微硬度計分析，研究了激光噴丸處理對304不銹鋼表面性能的影響。同時，通過在3.5％NaCl溶液中慢應變速率拉伸試驗，得到了不同激光噴丸參數對304奧氏體不銹鋼應力腐蝕敏感性的影響規(guī)律，并將結果與傳統(tǒng)機械噴丸處理結果進行對比，得到如下研究成果:
　　(1)經激光噴丸處理后，304試

3、樣表面存在微小的凹坑，產生了微量塑性變形，內部所積累的畸變能較小，不足以使奧氏體發(fā)生轉變，試樣表層沒有發(fā)生明顯的馬氏體相變。
　　(2)激光噴丸處理對試樣表層晶粒有細化作用。隨著激光噴丸能量密度和搭接率增加，304不銹鋼試樣表層晶粒尺寸減小。試樣經過激光噴丸處理后，其表層顯微硬度明顯提高，隨著噴丸能量密度或噴丸搭接率增加，試樣表層顯微硬度呈升高趨勢。
　　(3)通過激光噴丸處理后，304不銹鋼試樣在3.5％NaCl溶液中應力

4、腐蝕敏感性明顯減小。隨著噴丸能量密度或噴丸搭接率的增加，試樣應力腐蝕敏感性降低。試樣斷口微觀形貌顯示，經激光噴丸處理后試樣在3.5％NaCl溶液中的斷口表面較平齊，沒有剪切唇，呈現脆性斷裂特征。
　　(4)激光噴丸處理對304不銹鋼應力腐蝕敏感性影響歸功材料力學性能的強化和晶粒細化。奧氏體不銹鋼在NaCl溶液中的應力腐蝕斷裂可以用“滑移-溶解-斷裂”機理來解釋，經過激光噴丸處理能強化材料的力學性能，有效緩解滑移臺階生成，晶粒細化降

5、低了裂紋擴展速率，所以試樣應力腐蝕敏感性降低。
　　(5)激光噴丸和機械噴丸對304不銹鋼應力腐蝕敏感性影響機理存在較大差別:機械噴丸會產生嚴重塑性變形，從而誘發(fā)馬氏體相變，激光噴丸處理不會產生明顯的馬氏體相變。兩種噴丸處理均能使試樣表層晶粒得到細化，晶粒細化能降低應力腐蝕敏感性，而馬氏體的存在會提高應力腐蝕敏感性。因此隨著激光噴丸能量密度增加，應力腐蝕敏感性逐步降低;而隨著機械噴丸壓力增大，應力腐蝕敏感性呈現先降低后升高的趨勢。