Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của quá trình peening bằng laser có và không có lớp phủ lên tính chất bề mặt và hành vi nứt do ăn mòn kéo của thép không gỉ 304 hàn bằng laser
Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science - Tập 52 - Trang 3302-3316 - 2021
Tóm tắt
Nghiên cứu này nhằm mục đích điều tra tác động của quá trình peening bằng laser có (LP) và không có lớp phủ (LPwC) lên sự phát triển vi cấu trúc nằm dưới bề mặt, tính chất cơ học và hành vi nứt do ăn mòn kéo (SCC) của các mẫu hàn laser được chế tạo từ thép không gỉ 304. Hành vi SCC của loại thép này đã được nghiên cứu bằng phương pháp thử nghiệm tốc độ kéo chậm trong không khí và dung dịch NaCl 3,5wt pct + 0,5 mol/L H2SO4. Các hồ sơ vi độ cứng và vi cấu trúc kim loại được trình bày và so sánh giữa các mẫu đã qua peening và chưa qua peening. Sự chuyển thể martensitic được quan sát qua phổ XRD trên bề mặt của các mẫu đã và chưa qua peening. Những cải thiện này liên quan đến sự hình thành các băng biến dạng dày đặc và hiệu ứng làm cứng do công việc, kết quả từ biến dạng dẻo cao. Trong các mẫu chưa qua peening, căng thẳng dư còn lại loại kéo phát sinh từ quá trình hàn diễn ra. Bên cạnh đó, quá trình LPwC cũng tạo ra căng thẳng dư loại kéo trên bề mặt. Căng thẳng dư loại kéo trên bề mặt kim loại hàn và kim loại nền do tác động nhiệt không ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất SCC vì tác động cơ học của LPwC tạo ra một lớp làm cứng cực kỳ mạnh ngay dưới bề mặt. Kết quả là, mặc dù LPwC cung cấp tác động kết hợp của hiệu ứng nhiệt và cơ học lên vật liệu, nhưng đây là một phương pháp hiệu quả và hữu ích cả về hiệu suất cơ học và hành vi ăn mòn.
Từ khóa
#Laser peening #Stress corrosion cracking #Microstructural evolution #Mechanical properties #Stainless steel 304Tài liệu tham khảo
[1] H. Zhao,D.R. White,T. DebRoy: Int. Mater. Rev. 1999, vol. 44, pp. 238–66.
[2] I.Tomashchuk, P.Sallamand, E.Cicala, P.Peyre, D.Grevey: J.Mater.Process.Technol., 2015, vol.217, pp.96–104.
J. Rapp, C. Glumann, F. Dausinger, H. Hügel: Opt. Quantum Electron. 1995. vol. 27(12): 1203-1211.
[4] L. Zhiming, S. Laimin, Z. Shenjin, T. Zhidong, J.Yazhou: Mater. Sci. Eng. A,,2015,vol.637,pp.170-174.
Z.W. Cao, J. Yang, W. Lu, B. Wang, Lasers in Engineering (Old City Publishing), 2020, 45.
[6] J.Z.Lu, K.Y.Luo, D.K.Yang, X.N.Cheng, J.L.Hu, F.Z.Dai,,Y.K. Zhang, Corros.Sci.,2012,vol. 60,pp.145-152.
[7] C. Liu, D. Northwood, S. Bhole:Mater Des.,2004,vol.25, pp. 573-577.
[8] L. Martínez, C. Gómez, F.J. Pérez: Surf. Coat. Technol., 2005,vol. 195, pp. 70-80.
H. Jamshidival, A. Farzadi, S. Serajzadeh, A.H. Kokabi (2009) Int. J. Adv. Manuf. Technol. 42:1043-1051.
H. Soyama (2019) J. Mater. Process Technol. vol. 269: 65-78.
S.G. Irizalp, N. Saklakoglu, Comprehensive Materials Finishing, 2016, p. 408.
[12] X.D. Ren, L. Ruan, S.Q. Yuan, H.M. Yang, Q.B. Zhan, L.M. Zheng, F.Z. Dai: Surf Coat Technol, 2013, vol.221,pp.111-117.
A. Gilllang, S.R. Mannava, D. Qian, Y.S. Pyoun, H. Soyama, V.K. Vasudevan (2013) Mater. Sci. Eng. A. vol. 576, pp. 346-355.
[14] C.S. Montross, T. Wei, L. Ye,G. Clark, Y.W. Mai: Int. J. Fatigue,2002,vol. 24(10),pp.1021-1036.
[15] O. Hatamleh, J. Lyons, R. Forman :Int J Fatigue, 2007,vol.29, pp. 421-434.
O. Hatamleh (2008) Mater Sci Eng A vol. 492, pp. 168-176.
O. Hatamleh :Int J Fatigue, 2009,vol. 31, pp. 974–88.
O. Hatamleh, A. DeWald :J Mater Process Technol, 2009, vol. 209,pp. 4822–29.
[19] O. Hatamleh, P.M. Singh, H. Garmestani :Corros Sci, 2009, vol. 51,pp. 135-143.
[20] K.D. Ramkumar, S. Singh, J.C. George, S. Anirudh, G. Brahadees, S. Goyal, S. K.Guptaa, C. Vishnua, N.R. Sharana, S.Kalainathanc: J. Manuf. Process.2017, vol.527(15),pp.3411-3415.
[21] Y.Zhang, L. Zhang, K. Luo, G. Sun, J. Lu, F. Dai, J. Zhong: Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2012,vol. 25(2),pp.285-292..
G. Chandrasekar, C. Kailasanathan, D.K. Verma (2017) Mater. Sci. Eng. A 690:405-417
[23] D. Liu, Y. Shi, J. Liu, L. Wen:Surf. Coat. Technol.,2019,vol. 378,pp.124824.
[24] J.T. Wang, Y.K. Zhang, J.F. Chen, J.Y. Zhou, M.Z. Ge, Y.L. Lu, X.L.Li: Mater.Sci.Eng.A.,2015, vol.28,pp.295-308.
S., Gencalp Irizalp, B. K. Koroglu:Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 2020.
S. Abe, M. Kojima, Y. Hosoi, In Stress Corrosion Cracking—The Slow Strain-Rate Technique. ASTM International, West Conshohocken, 1979.
[27] H.S. Lee, D.S. Kim, J.S. Jung, Y.S. Pyoun, K. Shin: Corros. Sci.,2009,vol.51(12),pp.2826-2830.
Y.H. Zhao, Y.T. Zhu, X.Z. Liao, Z. Horita, T.G. Langdon (2006) Appl. Phys. Lett. 89(12): 121906.
[29] Y.H. Zhao, X.Z. Liao, Z. Horita, T.G. Langdon, Y.T. Zhu: Mater.Sci.Eng.A.,2008,vol. 493(1-2),pp.123-129.
[30] K.Y. Luo, J.Z. Lu, Y.K. Zhang, J.Z. Zhou, L.F. Zhang, F.Z. Dai, C.Y. Cui:Mater Sci Eng A.,2011,vol. 528(13-14),pp.4783-4788.
[31] Z.D. Wang, G.F. Sun, Y. Lu, M.Z. Chen, K.D. Bi, Z.H. Ni; Surf. Coat.Technol,2020, vol.385,pp.125403.
[32] X.C. Liu, H.W. Zhang, K. Lu : Acta Mater,2015,vol. 96,pp.24-36.
J. Lu, K.Y. Luo, Y.K. Zhang, G.F. Sun, Y.Y. Gu, J.Z. Zhou, et al.: Acta Mater. 2010,vol. 58(16), pp. 5354-5362
[34] J.H. Zhang, X.Q. Cheng, Q.X. Xia, J.Y. Li, Trans Tech Publications, 2018,vol. 920,pp.83-88.
[35] U. Trdan, M. Skarba, J. Grum; Mater. Charact.,2014,vol.97,pp.57-68.
[36] X. Yang, X. Ling, D. Wang, W. Wang: Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed.,2017,vol.32(5),pp. 1147-1155.
[37] Y.L. Li, J.R. Qi, D.F. Zhang, J. Liu, C.Li: Adv. Mat. Res.,2013,vol. 734-737,pp.2346-2350.
G.Z. Liu,N.R. Tao,K. Lu : J. Mater. Sci. Technol. 2010.
K. Ding and L. Ye: Laser Shock Peening: Performance and Process Simulation, Woodhead Publishing, 2006.
[40] H. Wang, H. Jing, L. Zhao, Y. Han, X.Lv, L. Xu: Mater. Sci. Eng. A, 2017,vol. 690,pp.16-31.
S.S. Hecker, M.G. Stout, K.P. Staudhammer, J.L. Smith, Metall. Mater. Trans. A. (1982) 13(4): 619-626.
[42] H. Tasalloti, P. Kah, J. Martikainen, Int. J.Adv. Manuf. Technol.,2014,vol. 71(1-4),pp.197-205.
[43] D. Anand, D.L. Chen, S.D. Bhole, P. Andreychuk, G. Boudreau:Mater. Sci. Eng. A.,2006,vol. 420(1-2),pp.199-207.
R. Fabbro (1995) Opt Quant Electron. vol. 27: 1213–1229.
P. Peyre, R. Fabbro (1995) J. Phys. III., 5(12): 1953–1964.
J.R. Asay and M. Shahinpoor, eds.: High-Pressure Shock Compression of Solids, Springer Science & Business Media, 2012.
[47] S.G. Irizalp, N. Saklakoglu, E. Akman, A. Demir: Opt. Laser Technol.,2014, vol. 56,pp.273-277.
[48] C.W. Kuo, C.M. Lin, G.H. Lai, Y.C. Chen, Y.T. Chang, W. Wu: Mater Trans.,2007,vol.48(9),pp. 2319-2323.
[49] K.P. Staudhammer, L.E. Murr, S.S. Hecker; Acta Mater.,1983,vol.31(2),pp.267-274.
B. Fultz, J.M. Howe, Transmission electron microscopy and diffractometry of materials, Springer, New York, 2012.
C. Park, D. Jung, E.J. Chun, S. Ahn, H. Jang, Y.J. Kim (2020) Appl. Surf. Sci. 14: 145917
B. Dhakal, S. Swaroop (2020) J. Mater. Process. Technol. 282: 116640
[53] J. Dash, H.M. Otte, Acta Metall, Mater.,1963, vol.11(10),pp.1169-1178 .
[54] S.Y. Zhang, E. Compagnon, B. Godin, A.M. Korsunsky: Mater. Today Proc.,2015, vol.2,pp.251-260.
[55] M.A. Abdulstaar, K.J. Al-Fadhalah, L. Wagner:Mater. Charact., 2017,vol.126,pp.64-73.
M. Mhaede (2012) Mater. Des. vol.41: 61-66
X. C. Zhang, Y. K. Zhang, J. Z. Lu, F. Z. Xuan, Z. D. Wang, S. T. Tu (2020) Mater. Sci. Eng. A. vol. 527(15): 3411-3415
[58] Y. Zhu, J. Fu, C. Zheng, Z. Ji: Opt. Laser. Technol.,2015,vol 74,pp.75-79.
[59] B.N. Mordyuk, Y.V. Milman, M.O. Iefimov, G.I. Prokopenko, V.V. Silberschmidt, M.I. Danylenko, A.V. Kotko: Surf. Coat. Technol.,2008,vol.202(19),pp.4875-4883
[60] M. Gerland,M. Hallouin, J. Mater. Sci.,1994,vol.29(2),pp.345-351.
P. Peyre, L. Berthe, R. Fabbro, C. Braham, J. Lédion (2000) J. Mater. Eng. Perform 9(6): 656-662.
[62] A. Di Schino, J.M. Kenny: Mater. Lett.,2003,vol. 57(21),pp.3182-3185.
[63] V.Y. Gertsman, S.M. Bruemmer: Acta Materialia,2001,vol. 49(9),pp. 1589-1598 .
[64] H. Kokawa, M. Shimada, Y.S. Sato: JOM,2000,vol. 52(7), pp.34-37.
A. Telang, A.S. Gill, S. Teysseyre, S.R. Mannava, D. Qian (2015) V.K. Vasudevan: Corros. Sci. vol. 90,pp.434-444.
[66] P.J. Withers, H.K.D.H. Bhadeshia: Mater Sci Technol.,2011,vol.17,pp.355-365.
[67] Yang De-jun, Li Fang, Hu Yingshun: J Chin Soc Corros Prot.1985,vol. 4,pp.284-291.
[68] A.Barbucci, M. Delucchi, M. Panizza, M. Sacco, G. Cerisola: J. Alloys Compd.,2011,vol. 317,pp.607-611.
[69] S.Kalainathan, S.Sathyajith, S.Swaroop:Opt.Laser.Technol.,2012,vol. 50,pp.1740–1745.
[70] X. Wei, X. Ling, M. Zhang:Eng. Fail. Anal.,2018,vol.91,pp. 165-171.
J.Z. Lu, H. Qi, K.Y. Luo, M. Luo, X.N. Cheng (2014) Corros. Sci. vol. 80, pp.53-59.
[72] G. Van Boven, W. Chen, R. Rogge: Acta Mater, 2007,vol.55,pp.29-42.
[73] A. Turnbull, K. Mingard, J.D. Lord, B. Roebuck, D.R. Tice, K.J. Mottershead, N.D. Fairweather, A.K.Bradbury: Corros. Sci. 2011,vol. 53,pp.3398-3415.
[74] C. Rubio-González, G. Gomez-Rosas, J.L. Ocaña, C. Molpeceres, A. Banderas, J. Porro, M.Morales: Applied Surface Science, 2006,vol.52(18),pp.6201-6205.
[75] A.S.Gill, A.Telang, V.K.Vasudevan: J. Mater. Process Technol,2015,vol. 225,pp.463-472.
[76] A. Umapathi, S. Swaroop: Surf. Coat. Technol.,2016,vol.307,pp.38-46.
[77] T. Schmidt-Uhlig, P. Karlitschek, M. Yoda,Y. Sano, G. Marowsky:Eur. Phys. J. Appl. Phys.,2000, vol.9,pp.235-238