表面双尺度结构对304不锈钢的耐磨性和成形性的影响

首先利用高能喷丸工艺对304不锈钢进行表面纳米化处理,再通过退火处理在表面获得双尺度结构,从而实现耐磨性-成形性间的平衡。通过金相和X射线衍射分析来表征细化层的微观结构,通过横截面的硬度测量和耐磨性实验来表征不锈钢的耐磨性,利用杯突实验和成形极限(FLD)实验来表征不锈钢的成形性。结果表明,0.3 MPa-6 min表面喷丸可以获得平均晶粒尺寸约为36 nm,平均硬度为353 HV0.2,形变诱发马氏体质量分数50.2%,厚度约为125μm的细化层。表面喷丸纳米化不锈钢的耐磨性显著提高,但成形性明显下降。表面喷丸纳米化+650℃退火30 min可在不锈钢表面获得双尺度结构的细化层,其中粗晶部分的平均晶粒尺寸约为1～2μm,体积比约66%;细晶部分的平均晶粒尺寸约为58 nm,体积比为34%。这种双尺度结构的表面细化层兼具高耐磨性和高成形性的特性。