超声滚压对18CrNiMo7-6合金钢抗氢渗透性能的影响

摘要：

为了改善18CrNiMo7-6合金钢的抗氢渗透性能,对18CrNiMo7-6合金钢进行了不同静压力的超声滚压强化处理,对超声滚压加工处理的试样进行显微硬度表征、表层残余应力检测,并对不同静压力超声滚压强化处理后的试样进行氢渗透试验,分析了超声滚压对18CrNiMo7-6合金钢表面完整性和氢渗透性能的影响规律.为了进一步探究超声滚压产生的残余应力对氢渗透的影响规律,在ABAQUS中进行超声滚压强化过程和应力耦合氢扩散过程的数值模拟.试验结果表明,随着静压力的提升,超声滚压获得的表面显微硬度和表面残余压应力逐渐增加,抗氢渗透性能呈增加趋势;当超声滚压的静压力为100、200、300、400 N时,与未进行超声滚压的试样相比表层硬度分别提升了 14％、15％、19％、27％、表面残余压应力分别提升了 513％、943％、1 013％、1 063％、氢扩散系数分别下降了 30％、32％、36％、55％.数值模拟结果表明,超声滚压引起了梯度分布的残余压应力,并且残余压应力的影响深度及最大值与静压力呈正相关;氢在在浓度梯度的驱动下在材料中扩散,经过超声滚压处理的区域内部氢质量分数沿深度方向急速降低,在距离表面约100μm处降幅最大,氢质量分数的分布与静水应力的分布趋势相同,存在静水压应力的地方氢质量分数低,存在静水拉应力的地方氢质量分数高,超声滚压产生的残余压应力对氢渗透有抑制作用.

关键词：超声滚压、18CrNiMo7-6合金钢、氢脆、氢渗透、有限元模拟

所属期刊栏目：58

分类号：TG142.1;TQ314;R783.5

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;河南省重大科技专项资助项目

在线出版日期：2023-08-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：125-132