激光噴丸處理304不銹鋼板應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)研究.pdf

1、應(yīng)力腐蝕開裂是奧氏體不銹鋼常見的失效形式。應(yīng)力腐蝕通常都是在低于屈服極限的應(yīng)力水平和腐蝕介質(zhì)共同作用下產(chǎn)生的，事故往往在沒有宏觀預(yù)兆時(shí)突然發(fā)生，其破壞嚴(yán)重，對(duì)人員和財(cái)產(chǎn)會(huì)造成不可忽視的損失。激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)是一種新型綠色的表面強(qiáng)化技術(shù)，具有常規(guī)加工方法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。近年來，國內(nèi)外對(duì)于激光噴丸處理提高零件機(jī)械強(qiáng)度以及耐磨性、抗疲勞和耐腐蝕性等已取得很大的研究進(jìn)展，但對(duì)于激光噴丸工藝對(duì)304不銹鋼應(yīng)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(shù)，對(duì)304奧氏體不銹鋼進(jìn)行噴丸強(qiáng)化加工，通過X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)和顯微硬度計(jì)分析，研究了激光噴丸處理對(duì)304不銹鋼表面性能的影響。同時(shí)，通過在3.5％NaCl溶液中慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)，得到了不同激光噴丸參數(shù)對(duì)304奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕敏感性的影響規(guī)律，并將結(jié)果與傳統(tǒng)機(jī)械噴丸處理結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，得到如下研究成果:
　　(1)經(jīng)激光噴丸處理后，304試

3、樣表面存在微小的凹坑，產(chǎn)生了微量塑性變形，內(nèi)部所積累的畸變能較小，不足以使奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)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(duì)試樣表層晶粒有細(xì)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(jīng)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(yīng)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(yīng)力腐蝕敏感性降低。試樣斷口微觀形貌顯示，經(jīng)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(xiàn)脆性斷裂特征。
　　(4)激光噴丸處理對(duì)304不銹鋼應(yīng)力腐蝕敏感性影響歸功材料力學(xué)性能的強(qiáng)化和晶粒細(xì)化。奧氏體不銹鋼在NaCl溶液中的應(yīng)力腐蝕斷裂可以用“滑移-溶解-斷裂”機(jī)理來解釋，經(jīng)過激光噴丸處理能強(qiáng)化材料的力學(xué)性能，有效緩解滑移臺(tái)階生成，晶粒細(xì)化降

5、低了裂紋擴(kuò)展速率，所以試樣應(yīng)力腐蝕敏感性降低。
　　(5)激光噴丸和機(jī)械噴丸對(duì)304不銹鋼應(yīng)力腐蝕敏感性影響機(jī)理存在較大差別:機(jī)械噴丸會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重塑性變形，從而誘發(fā)馬氏體相變，激光噴丸處理不會(huì)產(chǎn)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(xì)化，晶粒細(xì)化能降低應(yīng)力腐蝕敏感性，而馬氏體的存在會(huì)提高應(yīng)力腐蝕敏感性。因此隨著激光噴丸能量密度增加，應(yīng)力腐蝕敏感性逐步降低;而隨著機(jī)械噴丸壓力增大，應(yīng)力腐蝕敏感性呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢。