裂纹尖端塑性区对304不锈钢脉冲电流止裂的影响

发布时间：2024-04-26 23:26

　　分别对裂纹尖端附近有塑性区和无塑性区的304不锈钢脉冲电流止裂试样进行了显微观察和纳米压痕试验。结果表明,有裂纹尖端塑性区的304不锈钢,在脉冲电流止裂后,止裂处发生了相变和再结晶,在温度场和应力场共同作用下分别形成了凝固区、细晶区和形变诱发马氏体区;而无裂纹尖端塑性区的304不锈钢,裂纹止裂处只有凝固区。纳米压痕试验表明304不锈钢的疲劳裂纹尖端处具有较大的残余应力,且残余应力随着远离裂纹尖端而迅速衰减;经过脉冲电流止裂后,裂纹尖端形变诱发马氏体的产生导致该处体积膨胀,产生相变应力,增大了裂纹止裂处周边的压应力值,这有利于抑制裂纹的二次扩展。

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【部分图文】：

图1疲劳裂纹试样(a)和脉冲止裂试样(b)

将304不锈钢钢板线切割成尺寸为110mm×20mm×1mm的试样，分组标记为A、B、C。在试样中间位置切割出长度为10mm的裂缝，然后用HDT-105B型液压伺服疲劳试验机预制一定长度的疲劳裂纹，预制好的试样如图1(a)所示。再将预制好裂纹的试样C在SG-QF1400箱....

图2纳米压痕测试点分布图

采用光学显微镜和FEIQUANTA250扫描电镜(SEM)对试样进行显微组织观察。以50%硝酸溶液作为电解液，对304不锈钢试样进行电解侵蚀。裂尖残余应力测试采用AntonPaarNHT2纳米压痕测试仪，测量点从裂纹尖端或临近熔孔边缘开始向裂纹扩展方向上进行打点压痕测量，测....

图3裂纹尖端附近的显微组织

可知，试验用304不锈钢的Creq=18.1wt%、Nieq=10.5wt%、Creq/Nieq=1.72，因此平衡凝固模式应为FA模式，即为先析铁素体凝固模式，凝固序列为L→L+δ→L+δ+γ→δ+γ[9]。由于脉冲放电过程是在瞬间完成的，热源仅集中于裂纹尖端附近的很小范围内，....

图4试样B不同区域的显微组织

图3裂纹尖端附近的显微组织图4(b)细晶区组织，仅存在于试样B的熔孔附近，是奥氏体的再结晶组织，再结晶的驱动力来自裂纹尖端材料的塑性变形所累积的变形储能，由于储存的变形能足够大，使得奥氏体晶粒在晶界和晶内都能大量形核，最终发生完全再结晶形成细小的等轴晶粒。同时，由于脉冲电流处理....

本文编号：3965026