304不銹鋼超聲沖擊后的回復(fù)行為研究.pdf

1、專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文304不銹鋼超聲沖擊后的回復(fù)行為研究InvestigationoftheRecoveryofAISl304StainlessSteelafterUltrasonicImpactTreatment學(xué)號(hào)：31305005完成日期：201557大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要超聲沖擊(UIT)是表面形變強(qiáng)化技術(shù)領(lǐng)域中一項(xiàng)較為新穎的技術(shù)?，F(xiàn)如今，UIT技

2、術(shù)已經(jīng)成熟地運(yùn)用于焊件的焊縫處理。但對(duì)金屬零件經(jīng)超聲沖擊處理后的回復(fù)行為研究鮮有報(bào)道。本文利用加熱處理方法，營(yíng)造加速實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)超聲沖擊處理后的304不銹鋼平面試樣在不同加熱處理?xiàng)l件下的回復(fù)行為進(jìn)行了研究，以確定AISl304不銹鋼在長(zhǎng)期服役過(guò)程中UIT強(qiáng)化效果的穩(wěn)定性和可靠性。實(shí)驗(yàn)室首先對(duì)現(xiàn)有超聲沖擊設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)沖擊過(guò)程中沖擊針與工件表面塑性變形行為的有限元分析，設(shè)計(jì)出合理的沖擊針端面尺寸。并通過(guò)對(duì)沖擊針質(zhì)量、彈

3、簧彈性系數(shù)、沖擊針與導(dǎo)向套的公差配合等因素的研究，揭示了超聲沖擊針振幅的變化規(guī)律和各因素的影響規(guī)律，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)超聲沖擊過(guò)程的可控性提供了理論與實(shí)驗(yàn)依據(jù)。在對(duì)超聲沖擊槍結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，本研究將超聲沖擊處理試樣經(jīng)過(guò)條件為250℃x20h、350℃x20h、350℃x30h真空加熱處理，然后利用表面輪廓儀、顯微硬度儀、光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀等設(shè)備，對(duì)加熱處理前后UIT試樣的宏觀形貌、顯微組織、馬氏體含量以及殘余應(yīng)力等進(jìn)行觀察、表征和測(cè)

4、試。結(jié)果表明：加熱處理前后的樣品表面粗糙度沒(méi)有發(fā)生明顯變化；UIT試樣最外層的馬氏體含量達(dá)到90％以上，加熱處理后下降至80％左右；當(dāng)深度超過(guò)809m，熱處理前后的馬氏體含量趨于一致。這說(shuō)明表層的回復(fù)趨勢(shì)較內(nèi)層明顯，但馬氏體含量仍高達(dá)60％80％；此外，經(jīng)過(guò)加熱處理后，最外層的金相組織仍保持足夠的晶粒細(xì)化程度，次表層的形變孿晶密度顯著減少。隨溫度和保溫時(shí)間的增加，晶體組織的回復(fù)程度愈加明顯；對(duì)微觀硬度的測(cè)試表明，不同條件的加熱處理后，U

5、IT試樣最外層的顯微硬度值均由450HVo1N下降至340HVo1N左右，顯微硬度在深度為709m處達(dá)到最大值，約為430IWo1N。深度超過(guò)709m后，加熱處理后的試樣基本保持了加熱前試樣顯微硬度水平。對(duì)殘余應(yīng)力的研究顯示，加熱處理前表面殘余壓應(yīng)力值為790MPa，最大應(yīng)力值為900MPa；加熱處理后，產(chǎn)生了應(yīng)力松弛現(xiàn)象，溫度升高，時(shí)間延長(zhǎng)，應(yīng)力松弛現(xiàn)象有加重趨勢(shì)。盡管如此，表面殘余應(yīng)力仍然保持在690MPa的較高水平。綜合來(lái)看，在本