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应力腐蚀开裂是奥氏体不锈钢常见的失效形式。应力腐蚀通常都是在低于屈服极限的应力水平和腐蚀介质共同作用下产生的,事故往往在没有宏观预兆时突然发生,其破坏严重,对人员和财产会造成不可忽视的损失。激光冲击强化技术是一种新型绿色的表面强化技术,具有常规加工方法无可比拟的优点。近年来,国内外对于激光喷丸处理提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐腐蚀性等已取得很大的研究进展,但对于激光喷丸工艺对304不锈钢应力腐蚀性能的影响,至今尚缺乏系统的研究。本文采用7种不同能量密度和2种不同搭接率激光喷丸参数,对304奥氏体不锈钢进行喷丸强化加工,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和显微硬度计分析,研究了激光喷丸处理对304不锈钢表面性能的影响。同时,通过在3.5%NaCl溶液中慢应变速率拉伸试验,得到了不同激光喷丸参数对304奥氏体不锈钢应力腐蚀敏感性的影响规律,并将结果与传统机械喷丸处理结果进行对比,得到如下研究成果:(1)经激光喷丸处理后,304试样表面存在微小的凹坑,产生了微量塑性变形,内部所积累的畸变能较小,不足以使奥氏体发生转变,试样表层没有发生明显的马氏体相变。(2)激光喷丸处理对试样表层晶粒有细化作用。随着激光喷丸能量密度和搭接率增加,304不锈钢试样表层晶粒尺寸减小。试样经过激光喷丸处理后,其表层显微硬度明显提高,随着喷丸能量密度或喷丸搭接率增加,试样表层显微硬度呈升高趋势。(3)通过激光喷丸处理后,304不锈钢试样在3.5%NaCl溶液中应力腐蚀敏感性明显减小。随着喷丸能量密度或喷丸搭接率的增加,试样应力腐蚀敏感性降低。试样断口微观形貌显示,经激光喷丸处理后试样在3.5%NaCl溶液中的断口表面较平齐,没有剪切唇,呈现脆性断裂特征。(4)激光喷丸处理对304不锈钢应力腐蚀敏感性影响归功材料力学性能的强化和晶粒细化。奥氏体不锈钢在NaCl溶液中的应力腐蚀断裂可以用“滑移-溶解-断裂”机理来解释,经过激光喷丸处理能强化材料的力学性能,有效缓解滑移台阶生成,晶粒细化降低了裂纹扩展速率,所以试样应力腐蚀敏感性降低。(5)激光喷丸和机械喷丸对304不锈钢应力腐蚀敏感性影响机理存在较大差别:机械喷丸会产生严重塑性变形,从而诱发马氏体相变,激光喷丸处理不会产生明显的马氏体相变。两种喷丸处理均能使试样表层晶粒得到细化,晶粒细化能降低应力腐蚀敏感性,而马氏体的存在会提高应力腐蚀敏感性。因此随着激光喷丸能量密度增加,应力腐蚀敏感性逐步降低;而随着机械喷丸压力增大,应力腐蚀敏感性呈现先降低后升高的趋势。