304不锈钢激光抛光的参数优化及抛光层性能分析 |
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引用本文: | 李道齐,王涛,杨紫璠,李宇彬,王书文.304不锈钢激光抛光的参数优化及抛光层性能分析[J].中国激光,2023(4):219-228. |
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作者姓名: | 李道齐 王涛 杨紫璠 李宇彬 王书文 |
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作者单位: | 河北工业大学机械工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(51775166); |
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摘 要: | 将光纤脉冲激光器的激光功率、重复频率、离焦量和扫描速度作为影响因素,以AISI304不锈钢的表面粗糙度作为评价指标,设计了激光抛光的正交试验,通过极差分析得到最佳工艺参数组合,在此参数组合下快速将表面粗糙度降低约67%。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学工作站等研究了激光抛光前、后的表面性能变化及机理。结果表明:激光抛光后,试样表面硬度降低了约15%,自腐蚀电流密度提高了10.978μA/cm2。抛光层内C、Cr元素含量(质量分数)分别降低了约2.4%和3.2%,平均晶粒尺寸减小了约0.37μm,抛光表面的残余应力约为139.6 MPa。分析得出,随着C元素含量的减少,试样表面浅层金属发生软化,从而表面显微硬度降低;Cr元素含量的减少弱化了不锈钢的钝化能力,同时晶粒细化与残余拉应力的存在为腐蚀性Cl-提供了快速扩散路径,使得试样自腐蚀电流密度明显提高。
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关 键 词: | 激光技术 激光抛光 304不锈钢 正交试验 参数优化 性能分析 |
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