复合喷丸对0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢表面组织和性能的影响

李 克, 朱文龙, 宋逸思, 李传维, 刘 珊, 廖 瑜, 姜传海

(1.中国航发南方工业有限公司， 株洲 412002；2.上海交通大学材料科学与工程学院， 上海 200240)

0Cr16Ni5Mo1钢属于超低碳马氏体不锈钢，因其碳含量较低以及铬、镍、钼的配比较优，有利于形成较为稳定的马氏体组织，且通过简单的热处理即可得到强度和韧性良好匹配的材料，从而在水电、火电、核电和航空航天等领域得到广泛应用[1-2]。0Cr16Ni5Mo1钢常用于制造叶片、齿轮等零件，由于长时间受到交变载荷的作用，上述零件容易发生疲劳失效，降低其使用寿命。因此，疲劳寿命成为0Cr16Ni5Mo1钢的重要性能指标。

表面喷丸强化技术是提高机械零部件疲劳寿命的一种重要的制造工艺。喷丸处理能够给材料表层带来多种变化，包括：①引入残余压应力场；②细化表面组织；③将残余奥氏体转变为马氏体；④表面粗糙度增大[3]。其中前三者均可提高材料的疲劳寿命，而最后者则会降低材料的疲劳性能。然而，通过优化处理喷丸工艺参数，可以将表面粗糙度控制在合理的范围内，从而避免这一不利影响。与其他表面强化技术相比，喷丸处理具有强化效果明显、操作简便及成本低廉等优点。

目前，喷丸强化技术在国内已得到了一定程度的应用，但实际喷丸处理工艺的选择仍面临很多问题。对于不同材料的喷丸强化件，采用钢丸、陶瓷丸、玻璃丸等不同喷丸介质，选用不同的喷丸强度以及复合工艺都会对喷丸强化效果产生明显影响。为了获得最优的喷丸强化效果，笔者对0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢进行了6种不同工艺的喷丸处理，以期获得最优的残余压应力场及细化的形变组织，最大程度改善材料的疲劳性能。……