【摘要】： 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(jié)構(gòu)表層,即實(shí)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(shù)在工業(yè)上具有非常廣泛的應(yīng)用前景。 本文在前期研究工作的基礎(chǔ)上,采用由超聲噴丸納米化技術(shù)處理的316L不銹鋼試樣,對(duì)納米化前后的試樣分別進(jìn)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(shí)驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)、掃描電鏡SEM觀測(cè)、殘余應(yīng)力測(cè)定、ANSYS有限元模擬等,對(duì)表面納米化疲勞機(jī)理進(jìn)行了研究,并對(duì)疲勞性能的影響因素進(jìn)行了較為細(xì)致分析研究,得出的結(jié)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(xì)化。超聲噴丸后,316L奧氏體不銹鋼的表面形成等軸、取向隨機(jī)、晶粒尺寸約為15～20nm的納米晶,同時(shí)在表面發(fā)生馬氏體(α)相變,表層結(jié)構(gòu)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60-80μm深度處。 3、疲勞試驗(yàn)測(cè)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(jié)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(qiáng)度σ_s與抗拉強(qiáng)度σ_b均提高,有利于提高表面的疲勞強(qiáng)度,而納米層的顯微組織結(jié)構(gòu)改變和殘余壓應(yīng)力是316L不銹鋼疲勞壽命大幅度提高的直接原因。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TG142.15

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2662909