激光冲击强化对300M钢微观组织和力学性能的影响

采用激光冲击强化(LSP)技术在300M钢表层制备梯度纳米结构,并借助三维表面形貌仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪及拉伸试验机对300M钢不同脉冲能量LSP处理后的微观组织演变和力学性能变化进行表征。结果表明,300M钢经LSP处理后表层形成梯度纳米结构,随着脉冲能量的增加,表层晶粒尺寸从15 nm(3J)细化至10 nm(7J)左右,晶粒出现非晶化;同时,次表层组织中形成了大量位错缠结及形变孪晶等亚结构缺陷,且随着脉冲能量的增加位错密度急剧增高,同时形变孪晶数量也随之增多。LSP后300M钢表层纳米压痕硬度得到显著提高,且随着脉冲能量的增加而增加;强度和塑性得到一定程度的改善,断口形貌由典型的韧性断裂转变为韧-脆混合型断裂。