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：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)是表面形變強化技術(shù)領(lǐng)域中一項較為新穎的技術(shù)?，F(xiàn)如今，UIT技

2、術(shù)已經(jīng)成熟地運用于焊件的焊縫處理。但對金屬零件經(jīng)超聲沖擊處理后的回復(fù)行為研究鮮有報道。本文利用加熱處理方法，營造加速實驗條件，對超聲沖擊處理后的304不銹鋼平面試樣在不同加熱處理條件下的回復(fù)行為進行了研究，以確定AISl304不銹鋼在長期服役過程中UIT強化效果的穩(wěn)定性和可靠性。實驗室首先對現(xiàn)有超聲沖擊設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計。通過對沖擊過程中沖擊針與工件表面塑性變形行為的有限元分析，設(shè)計出合理的沖擊針端面尺寸。并通過對沖擊針質(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)實驗超聲沖擊過程的可控性提供了理論與實驗依據(jù)。在對超聲沖擊槍結(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)力等進行觀察、表征和測

4、試。結(jié)果表明：加熱處理前后的樣品表面粗糙度沒有發(fā)生明顯變化；UIT試樣最外層的馬氏體含量達到90％以上，加熱處理后下降至80％左右；當(dāng)深度超過809m，熱處理前后的馬氏體含量趨于一致。這說明表層的回復(fù)趨勢較內(nèi)層明顯，但馬氏體含量仍高達60％80％；此外，經(jīng)過加熱處理后，最外層的金相組織仍保持足夠的晶粒細化程度，次表層的形變孿晶密度顯著減少。隨溫度和保溫時間的增加，晶體組織的回復(fù)程度愈加明顯；對微觀硬度的測試表明，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處達到最大值，約為430IWo1N。深度超過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，時間延長，應(yīng)力松弛現(xiàn)象有加重趨勢。盡管如此，表面殘余應(yīng)力仍然保持在690MPa的較高水平。綜合來看，在本