超声表面冲击强化对316L不锈钢疲劳性能的影响

用超声冲击方法对试件表面进行改性，可以提高316L不锈钢性能。结合拉伸试验、高周疲劳试验、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)、X射线衍射(X-Ray Diffraction, XRD)及能量色散谱仪(Energy Dispersive Spectrometer, EDS),测试了316及316L不锈钢的疲劳性能和断裂特性。结果表明，含碳量稍低的316L不锈钢拉伸强度及疲劳强度也略低；表面超声冲击强化可提高该奥氏体不锈钢抗拉强度约19.7%,但韧性会有所降低。316、316L、冲击处理后316L三组材料的疲劳极限分别为209 MPa、204 MPa、254 MPa,均为本身抗拉极限的35%左右，拟合公式S=-64+0.45σ_b;含碳量高的316,其S-N曲线数据归一性更好，试样无侧边裂缝。疲劳断面显示，裂纹源萌生于异质相或非金属夹杂，裂纹沿晶扩展，裂纹扩展区的速度波动也归因异质相。超声冲击后316L的裂纹扩展速度明显降低，断面的起伏更大，瞬断速度更快。