超声滚压20CrMnTi纳米化表面对局部腐蚀萌生行为的影响

论文摘要

目的研究不同静压力条件下,形变诱导纳米化表层对20CrMnTi局部腐蚀萌生行为的影响。方法采用超声滚压技术(USRP, Ultrasonic surface rolling processing)强化20CrMnTi表层,并运用激光共聚焦显微镜、EBSD与电化学方法进行表征,分别评价形变诱导纳米化表层的腐蚀行为以及局部腐蚀行为对表面应力集中状态以及微裂纹萌生行为的影响。结果在弱碱性腐蚀条件下,20CrMnTi表层经超声滚压处理后,试样的点蚀击穿电位出现显著负移。同时,随着滚压压力升高,20CrMnTi表层钝化出现了显著的滞后,致钝电流与维钝电流同步增长,并伴有钝化区间缩小。借助激光共聚焦显微镜高精度三维重构,观测到在模拟弱腐蚀环境下,20CrMnTi超声滚压表面会显现出沿滚压方向凸出的波纹状局部腐蚀纹理,随滚压压力增长,波纹界面位置局部腐蚀损伤呈现一定的加深与拓宽,具有较高的裂纹萌生风险。通过EBSD表征发现,在超高频冲击作用下,20CrMnTi表层晶粒会转化为晶粒取向随机分布的细化表层,但由于波纹两侧晶粒存在取向差异,在滚压头高频多点的冲击作用下,不同取向晶粒的细化机制存在差别,导致波纹两侧晶粒构成电位差异明显的局部腐蚀微电池,呈现较高溶解选择性。结论在超声滚压过程中,20CrMnTi表层晶粒在局部微区范围内会出现明显的细化程度差异,在电化学作用下,细化晶粒间的微区电位差异会导致表面出现选择性溶解,并在晶粒折叠界面处产生波纹状局部腐蚀坑,且伴随超声滚压压力增大,波纹状腐蚀坑会出现明显的拓宽与加深,具有较高的疲劳裂纹萌生风险。

论文目录

• 1 实验
•   1.1 实验方法
•   1.2 电化学表征
•   1.3 显微组织表征
• 2 结果与讨论
•   2.1 超声滚压表面电化学特性
•   2.2 腐蚀试样表面空间形貌观察
•   2.3 超声滚压表层截面显微形貌表征
•   2.4 讨论
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张胜博,向嵩,成桃,石维

关键词: 超声滚压,微区腐蚀,组织形变,疲劳裂纹萌生

来源: 表面技术 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 贵州大学材料与冶金学院,贵州大学高性能金属结构材料与制造技术国家地方联合工程实验室

基金: 国家自然科学基金(51801038,51661006),贵州省科技计划项目(20152031,20175656),贵州省教育厅(2016021),贵州大学培育资助项目(20175788)~~

分类号: TG178;TG174.4

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.08.018

页码: 136-143

总页数: 8

文件大小: 2026K

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