超声表面滚压工艺对304不锈钢耐腐蚀性的影响

采用超声表面滚压工艺(USRP)对304不锈钢进行表面处理,研究了其对304不锈钢耐蚀性的影响。利用扫描电镜、X射线衍射仪和金属表面粗糙度仪对表面形貌、微观结构、残余应力和粗糙度进行分析。采用电化学测试、邻菲啰啉显色试验评估了氧化膜的耐腐蚀性和完整性。结果表明,经USRP处理后,304不锈钢表面粗糙度R_a由0.60μm降低到0.28μm,表面晶粒尺寸从23.13μm降低到20.80 nm,表面残余应力由20 MPa转变为-329 MPa。与未处理试样比较,超声表面滚压试样的自腐蚀电流密度I_(corr)最小为0.94×10^(-5)A/cm^(2),降低了71%;氧化膜层电阻R_(p)达到2.59×10^(6)Ω·cm^(2),提升了2倍;邻菲啰啉显色值范围变窄,显色面积减小,表明表面缺陷减少,表面氧化膜的质量得到提高。分析认为,超声表面滚压处理促使304不锈钢近表面层晶粒细化、产生残余压应力,使表面缺陷减少、氧化膜更加致密,进而阻滞304不锈钢的电化学反应进程,提高了材料的耐腐蚀性。

超声滚压对7075铝合金耐腐蚀性能的影响

表面纳米化处理是一种有效改善耐腐蚀性能的手段,但受表面粗糙度和残余应力等因素的影响,其相关机制并不清晰。运用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)研究经超声表面滚压工艺(USRP)处理后7075铝合金的组织和性能。结果表明:经1道次和15道次USRP处理后,7075铝合金表面粗糙度减小并且引入了残余压应力。滚压15个道次的试样表面能获得平均晶粒尺寸为52 nm的纳米晶。相较于未处理试样,经1道次和15道次USRP处理后试样的耐腐蚀性能均显著提高。其中,滚压15个道次试样的耐腐蚀性能提升更为显著。这主要是因为纳米晶可以使材料表面形成更加致密的钝化膜,导致其耐腐蚀性能显著提高,而表面粗糙度降低和引入残余压应力是提升耐腐蚀性能的次要因素。对比分析残余应力、表面粗糙度和表面纳米晶对7075铝合金耐腐蚀性能的影响,揭示了7075铝合金经表面纳米化处理后耐腐蚀性能提升的机制。