复合喷丸工艺对S30432钢表面应力与组织的影响

20世纪80～90年代，日本在ASTMS213TP304H钢管的基础上开发了一种新型的18-8型奥氏体不锈钢，主要用于电站锅炉过热器、再热器等部件上，该钢种具有较好的高温强度和高温抗氧化性能。我国超超临界机组发展迅速，相关材料的需求量也随之增长，迫切需要实现关键材料的国产化。

目前，国内钢铁企业开发和制造了S30432钢锅炉管，而一系列基础试验研究工作则是全面了解和掌握国产S30432钢管性能状况所必需的。喷丸过程将使材料表层发生塑性变形，残余压应力及形变组织对表面性能有一定影响。有人对TP304H耐热不锈钢采用喷丸处理工艺进行表面处理，实验结果表明，喷丸可以提高材料的抗高温水蒸汽氧化腐蚀性能。但以单一的金属材料为喷丸材料，容易产生金属喷丸材料的碎屑残留在工件表面，降低材料的抗腐蚀性能，本文对S30432不锈钢材料表面采用复合喷丸处理的方法，研究喷丸处理后喷丸层材料的组结构与应力分布特征，为后续性能研究提供基础。

实验材料采用国产S30432固溶处理状态的管材，其化学成分(质量分数，%)为：0.08C，0.28Si，0.84Mn，0.013P，0.005S，18.28Cr，8.81Ni，0.60Nb，0.096N，2.94Cu。喷丸处理在气动式喷丸机上进行，采用钢丸与陶瓷丸复合式喷丸(先喷钢丸，再喷陶瓷丸)和仅喷钢丸两种工艺。钢丸和陶瓷丸的弹丸直径分别为0.8mm、0.15mm，喷丸强度分别为0.2Amm、0.1Amm。

两种不同喷丸处理工艺下，材料表面产生的残余应力分布规律基本相同，随着距表面距离的增大，残余压应力先增大后减小；复合喷丸处理工艺所产生的表面残余压应力、最大残余压应力以及残余压应力作用深度均大于单一喷丸工艺。喷丸处理后，喷丸层为典型的形变组织特征，随着喷丸层的加深，内部形成了高密度的滑移带以及位错胞，两个方向相互平行的位错墙将组织分割成很多的位错胞。