表面雙尺度結構對304不銹鋼的耐磨性和成形性的影響

摘要：首先利用高能噴丸工藝對304不銹鋼進行表面納米化處理,再通過退火處理在表面獲得雙尺度結構,從而實現耐磨性-成形性間的平衡。通過金相和X射線衍射分析來表征細化層的微觀結構,通過橫截面的硬度測量和耐磨性實驗來表征不銹鋼的耐磨性,利用杯突實驗和成形極限(FLD)實驗來表征不銹鋼的成形性。結果表明,0.3 MPa-6 min表面噴丸可以獲得平均晶粒尺寸約為36 nm,平均硬度為353 HV0.2,形變誘發馬氏體質量分數50.2%,厚度約為125μm的細化層。表面噴丸納米化不銹鋼的耐磨性顯著提高,但成形性明顯下降。表面噴丸納米化+650℃退火30 min可在不銹鋼表面獲得雙尺度結構的細化層,其中粗晶部分的平均晶粒尺寸約為1~2μm,體積比約66%;細晶部分的平均晶粒尺寸約為58 nm,體積比為34%。這種雙尺度結構的表面細化層兼具高耐磨性和高成形性的特性。