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激光喷丸复合超声滚压强化2205双相不锈钢抗氢渗透性能
1
作者
温锦锦
黄舒
+8 位作者
盛杰
朱明亮
戴峰泽
Agyenim-Boateng Emmanuel
赵朝俊
沙秦庆
孟宪凯
吴斌
周建忠
《表面技术》
北大核心
2025年第19期110-126,共17页
目的为了提高2205双相不锈钢(Duplex stainless steel,DSS)的抗氢渗透性能,提出一种新的材料表面强化工艺,即利用激光喷丸复合超声滚压强化的方式在2205 DSS表层制备纳米级梯度结构,从而抑制有害化学元素,尤其是氢元素的侵入。方法采用...
目的为了提高2205双相不锈钢(Duplex stainless steel,DSS)的抗氢渗透性能,提出一种新的材料表面强化工艺,即利用激光喷丸复合超声滚压强化的方式在2205 DSS表层制备纳米级梯度结构,从而抑制有害化学元素,尤其是氢元素的侵入。方法采用激光喷丸复合超声滚压强化技术对2205双相不锈钢试样进行表面强化处理,分析不同工艺参数下2205双相不锈钢试样的显微组织、表面粗糙度、残余应力,对比研究激光喷丸强化(Laser peening,LP)、超声滚压强化(Ultrasonic surface rolling process,USRP)和激光喷丸复合超声滚压强化(Ultrasonic-assisted laser peening,ULP)技术对2205 DSS表面性能的提升效果,深入分析2205 DSS微观组织演变的机理及其对氢脆敏感性的影响。结果通过3种表面处理均可使材料表层晶粒发生细化,经ULP处理的晶粒的细化效果相对最好,其表层晶粒平均尺寸为6.125μm,细化率达到39.51%,并在材料表面制备出深度约为694μm的纳米级梯度结构;与其他2种方法相比,通过ULP处理可获得高达1217 MPa的残余压应力,远大于LP(512 MPa)和USRP试样(1048 MPa)。此外,ULP技术结合了LP和USRP的技术优势,经ULP处理后试样的表面粗糙度仅为0.016μm。氢渗透试验结果表明,ULP处理能够有效抑制氢元素的渗透和扩散。结论ULP处理使得试样的表面粗糙度显著降低,产生了幅值大且影响层深的残余压应力,晶粒细化效果更加明显,这种纳米级梯度结构的形成对于氢元素的渗透和扩散具有显著抑制效果,ULP技术的提出有助于拓展表面形变强化技术在抗氢脆领域的应用。
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关键词
2205双相不锈钢
激光喷丸复合超声滚压强化
晶粒细化
梯度纳米结构
氢渗透
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职称材料
题名
激光喷丸复合超声滚压强化2205双相不锈钢抗氢渗透性能
1
作者
温锦锦
黄舒
盛杰
朱明亮
戴峰泽
Agyenim-Boateng Emmanuel
赵朝俊
沙秦庆
孟宪凯
吴斌
周建忠
机构
江苏大学机械工程学院
华东理工大学机械与动力工程学院
苏州安特威工业智能科技有限公司
浙江省激光
智能
装备技术创新中心
出处
《表面技术》
北大核心
2025年第19期110-126,共17页
基金
国家自然科学基金(52375186,52375436)
中央高校青年教师科研创新能力支持项目(ZYGXQNJSKYCXNLZCXM-D5)
+2 种基金
江苏省自然科学基金(BK20221365)
国家级大学生创新创业训练计划(202410299001Z)
内蒙古自治区重点研发和成果转化计划(2025YFHH0104)。
文摘
目的为了提高2205双相不锈钢(Duplex stainless steel,DSS)的抗氢渗透性能,提出一种新的材料表面强化工艺,即利用激光喷丸复合超声滚压强化的方式在2205 DSS表层制备纳米级梯度结构,从而抑制有害化学元素,尤其是氢元素的侵入。方法采用激光喷丸复合超声滚压强化技术对2205双相不锈钢试样进行表面强化处理,分析不同工艺参数下2205双相不锈钢试样的显微组织、表面粗糙度、残余应力,对比研究激光喷丸强化(Laser peening,LP)、超声滚压强化(Ultrasonic surface rolling process,USRP)和激光喷丸复合超声滚压强化(Ultrasonic-assisted laser peening,ULP)技术对2205 DSS表面性能的提升效果,深入分析2205 DSS微观组织演变的机理及其对氢脆敏感性的影响。结果通过3种表面处理均可使材料表层晶粒发生细化,经ULP处理的晶粒的细化效果相对最好,其表层晶粒平均尺寸为6.125μm,细化率达到39.51%,并在材料表面制备出深度约为694μm的纳米级梯度结构;与其他2种方法相比,通过ULP处理可获得高达1217 MPa的残余压应力,远大于LP(512 MPa)和USRP试样(1048 MPa)。此外,ULP技术结合了LP和USRP的技术优势,经ULP处理后试样的表面粗糙度仅为0.016μm。氢渗透试验结果表明,ULP处理能够有效抑制氢元素的渗透和扩散。结论ULP处理使得试样的表面粗糙度显著降低,产生了幅值大且影响层深的残余压应力,晶粒细化效果更加明显,这种纳米级梯度结构的形成对于氢元素的渗透和扩散具有显著抑制效果,ULP技术的提出有助于拓展表面形变强化技术在抗氢脆领域的应用。
关键词
2205双相不锈钢
激光喷丸复合超声滚压强化
晶粒细化
梯度纳米结构
氢渗透
Keywords
2205 duplex stainless steel
ultrasonic-assisted laser peening
grain refinement
gradient nanostructure
hydrogen permeation
分类号
TG178 [金属学及工艺—金属表面处理]
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题名
作者
出处
发文年
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1
激光喷丸复合超声滚压强化2205双相不锈钢抗氢渗透性能
温锦锦
黄舒
盛杰
朱明亮
戴峰泽
Agyenim-Boateng Emmanuel
赵朝俊
沙秦庆
孟宪凯
吴斌
周建忠
《表面技术》
北大核心
2025
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