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强化改性研磨时间对12Cr17Mn6Ni5N钢表层特性及拉伸性能的影响
1
作者
何鹏
谢鑫成
+4 位作者
陈嘉懿
张宇鹏
邹涛
萧金瑞
梁忠伟
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第15期173-183,233,共12页
目的提高12Cr17Mn6Ni5N钢焊缝的表层特性及拉伸性能。方法采用单一变量法控制强化改性研磨加工时间,在12Cr17Mn6Ni5N钢表面进行强化改性研磨处理。进行了室温拉伸试验,绘制各样品的应力-应变曲线图,并通过扫描电镜拍摄距离表面30、100、...
目的提高12Cr17Mn6Ni5N钢焊缝的表层特性及拉伸性能。方法采用单一变量法控制强化改性研磨加工时间,在12Cr17Mn6Ni5N钢表面进行强化改性研磨处理。进行了室温拉伸试验,绘制各样品的应力-应变曲线图,并通过扫描电镜拍摄距离表面30、100、170μm深度附近的断口形貌,分析表层的断裂机理。进一步分析各样品的表面线粗糙度、表层三维形貌、表面微观形貌、强化层厚度、截面显微硬度和表面残余应力。结果与母材相比加工时间从1 min增加至3 min,12Cr17Mn6Ni5N钢表面微观织构越多,拉伸方向和沿焊缝方向的表面粗糙度分别提高到Ra=1.81μm、Ra=1.46μm,三维形貌高度差先增加到34.82μm后减少为31.75μm,表层显微硬度最多提高了104.60%,残余应力提高到–1221.3 MPa,强化层最厚为160μm。在相同的载荷条件下,加工时间为3 min的样品的屈服强度和抗拉强度分别提高了15.89%和10.17%。在深度30μm附近,加工时间为3 min的样品的断口形貌出现少量韧窝,其他样品都为脆性断裂,其中母材样品为全解离脆性断裂;深度100μm附近,母材样品仍为脆性断裂,加工时间为1 min和2 min的样品都为混合断裂,加工时间为3 min的样品为韧性断裂且出现较深的大韧窝和深韧窝。结论强化改性研磨可以有效改善12Cr17Mn6Ni5N钢焊缝的表层特性,获得高硬度、高残余应力和组织致密的厚强化层,进而提高屈服强度和抗拉强度。
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关键词
强化改性研磨
12Cr17Mn6Ni5N
表层特性
拉伸性能
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职称材料
题名
强化改性研磨时间对12Cr17Mn6Ni5N钢表层特性及拉伸性能的影响
1
作者
何鹏
谢鑫成
陈嘉懿
张宇鹏
邹涛
萧金瑞
梁忠伟
机构
广州大学机械与电气工程学院
广州大学广州市金属材料强化研磨高性能加工重点实验室
广州大学广东省强化研磨高性能微纳加工工程技术研究中心
广东省科学院中乌焊接研究所
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第15期173-183,233,共12页
基金
国家重点研发计划项目(2023YFB100140)
国家自然科学基金(51975136)
+4 种基金
广东省自然科学基金(2023A1515011723)
教育部产学研协同育人项目(230703950183536,220903950010408)
广东省高校重点领域专项(2023ZDZX3016,2019KZDZX1009)
广州高校产学研重点项目(202235139)
广州大学校内科研项目(YJ2023034,YJ2021002)。
文摘
目的提高12Cr17Mn6Ni5N钢焊缝的表层特性及拉伸性能。方法采用单一变量法控制强化改性研磨加工时间,在12Cr17Mn6Ni5N钢表面进行强化改性研磨处理。进行了室温拉伸试验,绘制各样品的应力-应变曲线图,并通过扫描电镜拍摄距离表面30、100、170μm深度附近的断口形貌,分析表层的断裂机理。进一步分析各样品的表面线粗糙度、表层三维形貌、表面微观形貌、强化层厚度、截面显微硬度和表面残余应力。结果与母材相比加工时间从1 min增加至3 min,12Cr17Mn6Ni5N钢表面微观织构越多,拉伸方向和沿焊缝方向的表面粗糙度分别提高到Ra=1.81μm、Ra=1.46μm,三维形貌高度差先增加到34.82μm后减少为31.75μm,表层显微硬度最多提高了104.60%,残余应力提高到–1221.3 MPa,强化层最厚为160μm。在相同的载荷条件下,加工时间为3 min的样品的屈服强度和抗拉强度分别提高了15.89%和10.17%。在深度30μm附近,加工时间为3 min的样品的断口形貌出现少量韧窝,其他样品都为脆性断裂,其中母材样品为全解离脆性断裂;深度100μm附近,母材样品仍为脆性断裂,加工时间为1 min和2 min的样品都为混合断裂,加工时间为3 min的样品为韧性断裂且出现较深的大韧窝和深韧窝。结论强化改性研磨可以有效改善12Cr17Mn6Ni5N钢焊缝的表层特性,获得高硬度、高残余应力和组织致密的厚强化层,进而提高屈服强度和抗拉强度。
关键词
强化改性研磨
12Cr17Mn6Ni5N
表层特性
拉伸性能
Keywords
strengthening grinding
12Cr17Mn6Ni5N
surface layer properties
tensile properties
分类号
TH117 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
强化改性研磨时间对12Cr17Mn6Ni5N钢表层特性及拉伸性能的影响
何鹏
谢鑫成
陈嘉懿
张宇鹏
邹涛
萧金瑞
梁忠伟
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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