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通过对2Cr13不锈钢进行激光冲击强化和机械喷丸强化,对其表面残余应力和显微硬度进行了测试和分析,两种强化技术相比较,发现激光冲击强化样品表面产生的残余压应力小,对样品表面形貌的影响也较小。两种强化后表面显微硬度的提高也有差异,激光冲击样品表面显微硬度相对于未冲击前有所提高,但提高幅度却并没有机械喷丸样品提高的幅度大。因此,在本试验给定的工艺下,可以发现机械喷丸强化表面的效果要优于激光冲击强化表面的效果。
利用SEM对激光冲击强化试样和机械喷丸试样进行了形貌分析,激光冲击强化表面形变层很薄,均在十几个微米以下。所以即使在高倍扫描电镜下观察也很难分辨出表层组织的细化;但在一定深度范围内喷丸试样却能明显的观察到表层晶粒尺寸的变化,而且可以发现随着距喷丸表面深度的增加,晶粒尺寸也在逐渐增大。
在对机械喷丸试样的表层和次表层的透射电子形貌分析中,可发现在试验给定的喷丸强度条件下,透射试样的明场和暗场像可看出喷丸后的微观组织分布形态;由表层相应的衍射环特征也可以看出表面晶粒得到了明显的细化,存在纳米晶并且各晶粒具有随机的晶体学取向;观察次表面的透射衍射环的特征可以的出,喷丸造成的变形程度在随着距表面距离的增加而在逐渐减小。利用相应的XRD衍射峰的半高宽对晶粒尺寸进行计算,从结果中可以看出,激光冲击和机械喷丸后试样表面的晶粒尺寸均达到了十几个纳米的尺度,即都实现了表面纳米化。
通过以上几方面的综合分析,可以得到在本实验的条件下,2Cr13最优激光冲击试样的参数为:冲击能量8J,冲击次数5次,脉宽10ns。而最优机械喷丸试样的参数为:喷丸强度0.362N,压力为0.17Mpa,覆盖率≥100%。