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复合喷丸工艺对S30432钢表面应力与组织的影响

文章作者:来源:www.kuisparlay.com时间:2019-10-28



在1980年代和1990年代,日本基于ASTMS213TP304H钢管开发了一种新型的18-8奥氏体不锈钢,该钢管主要用于发电厂的锅炉过热器,再热器和其他部件。该物种具有良好的高温强度和高温抗氧化性。中国的超超临界装置发展迅速,对相关材料的需求也在增加。迫切需要实现关键材料的本地化。

目前,国内钢铁企业已经开发生产了S钢管锅炉,要充分了解和掌握S钢管的性能状况,需要进行一系列基础实验研究工作。喷丸处理会引起材料表层的塑性变形,残余的压缩应力和变形结构会对表面性能产生一定的影响。 TP304H耐热不锈钢的喷丸处理已进行了表面处理。实验结果表明,喷丸处理可以提高材料的高温蒸汽抗氧化腐蚀性能。然而,将单一金属材料用作喷丸材料,并且金属喷丸材料的碎屑容易残留在工件的表面上,从而降低了材料的耐腐蚀性。本文将复合喷丸方法应用于S不锈钢材料的表面,以研究喷丸处理。喷丸后材料层的组结构和应力分布特征为后续性能研究提供了基础。

实验材料采用国产S固溶处理,其化学成分(质量分数,%)为:0.08C,0.28Si,0.84Mn,0.013P,0.005S,18.28Cr,8.81Ni,0.60Nb, 0.096N,2.94Cu。喷丸硬化是在气动喷砂机上进行的,该过程采用钢丸和陶瓷丸结合喷丸的两个过程(首先喷涂钢丸,然后喷涂陶瓷丸)和仅喷涂钢丸。钢丸和陶瓷丸的喷丸直径分别为0.8和0.15mm,喷丸强度分别为0.2和0.1Amm。

在两种不同的喷丸处理工艺下,材料表面的残余应力分布基本相同。随着距表面距离的增加,残余压应力首先增大,然后减小。复合喷丸处理产生的表面残余压缩应力,最大残余压缩应力和残余压缩应力均大于单喷丸处理。喷丸处理后,喷丸层是典型的变形结构。随着喷丸硬化层的加深,内部形成高密度滑带和位错单元,位错壁彼此平行,将组织分成许多位错单元。

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