對17-4PH不銹鋼進(jìn)行不同噴丸強(qiáng)度的表面強(qiáng)化,采用X射線衍射儀（XRD）、光學(xué)顯微鏡（OM）和顯微硬度儀研究表面殘余應(yīng)力、表面形貌和表面硬度的變化規(guī)律,采用疲勞實(shí)驗(yàn)和掃描電鏡（SEM）考察室溫及150℃、300℃和450℃不同溫度場對疲勞性能的影響。結(jié)果表明,低強(qiáng)度噴丸通過引入殘余應(yīng)力場和保留表面完整性顯著改善17-4PH的室溫疲勞壽命;隨著噴丸強(qiáng)度的增大,表面粗糙度呈升高趨勢,加工硬化層的深度也趨于增加;但當(dāng)噴丸強(qiáng)度超過中等強(qiáng)度水平,表層硬度不再增大;在疲勞壽命方面,不同溫度場對17-4PH噴丸強(qiáng)化效果影響不同,當(dāng)環(huán)境溫度低于300℃時,噴丸能顯著提高17-4PH的疲勞壽命,超過450℃時,疲勞性能顯著降低。進(jìn)一步分析表明,17-4PH高溫疲勞性能的下降源于殘余應(yīng)力的嚴(yán)重松弛和表面完整性的降低。 

【文章來源】：材料導(dǎo)報(bào). 2020,34(22)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

17-4PH不銹鋼室溫S-N曲線測試結(jié)果

圖2對比了不同噴丸強(qiáng)度對17-4PH不銹鋼疲勞壽命的影響試驗(yàn)結(jié)果。由圖2可知,噴丸可提高17-4PH材料的室溫疲勞壽命,特別在0.252 mmN和0.14 mmA兩種較低的噴丸強(qiáng)度處理后疲勞性能提升顯著�？梢钥吹�,在實(shí)驗(yàn)給出的三種噴丸強(qiáng)度范圍內(nèi),樣品室溫疲勞性能呈現(xiàn)出隨噴丸強(qiáng)度增加而減小的變化規(guī)律。其中,采用強(qiáng)度為0.252 mmN的噴丸強(qiáng)化能獲得改善17-4PH不銹鋼疲勞抗力的顯著效果。在鋁合金等材料研究中,人們也注意到了此類實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,即低強(qiáng)度有利于疲勞壽命的提升[14]。噴丸強(qiáng)度對17-4PH表面微觀形貌的影響見圖3。隨著噴丸強(qiáng)度的增加,噴丸坑呈增大趨勢。對比發(fā)現(xiàn),17-4PH鋼表面經(jīng)0.252 mmN低強(qiáng)度噴丸后,試樣表面丸坑痕跡輕微,未發(fā)現(xiàn)明顯的噴丸損傷痕跡;表面經(jīng)0.146 mmA中強(qiáng)度噴丸后,試樣表面彈丸坑痕跡清晰,表面塑性流變變形嚴(yán)重,且存在嚴(yán)重的局部皸裂現(xiàn)象,丸坑直徑約85 μm;表面經(jīng)0.196 mmA高強(qiáng)度噴丸后,試樣表面彈丸丸坑直徑增大至145 μm左右,塑性流變變形明顯,也存在局部皸裂和脫層破壞現(xiàn)象,即中、高強(qiáng)度噴丸會導(dǎo)致17-4PH輕微的表面損傷。

噴丸強(qiáng)度對17-4PH表面微觀形貌的影響見圖3。隨著噴丸強(qiáng)度的增加,噴丸坑呈增大趨勢。對比發(fā)現(xiàn),17-4PH鋼表面經(jīng)0.252 mmN低強(qiáng)度噴丸后,試樣表面丸坑痕跡輕微,未發(fā)現(xiàn)明顯的噴丸損傷痕跡;表面經(jīng)0.146 mmA中強(qiáng)度噴丸后,試樣表面彈丸坑痕跡清晰,表面塑性流變變形嚴(yán)重,且存在嚴(yán)重的局部皸裂現(xiàn)象,丸坑直徑約85 μm;表面經(jīng)0.196 mmA高強(qiáng)度噴丸后,試樣表面彈丸丸坑直徑增大至145 μm左右,塑性流變變形明顯,也存在局部皸裂和脫層破壞現(xiàn)象,即中、高強(qiáng)度噴丸會導(dǎo)致17-4PH輕微的表面損傷。圖4給出17-4PH噴丸試樣截面金相組織。可以看出,噴丸對材料表層組織的影響區(qū)主要由強(qiáng)烈變形的表層區(qū)域和過渡區(qū)域兩部分組成,從最表層到數(shù)十微米深表層區(qū)域內(nèi),呈流變?nèi)∠蛱卣鳌?

【參考文獻(xiàn)】：
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