高应变率下S30408不锈钢的动态力学性能及拉压不对称性研究

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作者 闫秋实 任鹏程 +1 位作者 赵冬冬 杨璐 《工程力学》 北大核心 2025年第2期199-205,共7页

为研究S30408不锈钢的动态力学性能及拉压不对称性,采用霍普金森拉杆(SHTB)和压杆(SHPB)装置对其开展了3种应变率(1000 s^(-1)、3000 s^(-1)、5000 s^(-1))动态冲击试验,并进行了静态拉伸和压缩试验,获得了S30408不锈钢在不同条件下的应... 为研究S30408不锈钢的动态力学性能及拉压不对称性,采用霍普金森拉杆(SHTB)和压杆(SHPB)装置对其开展了3种应变率(1000 s^(-1)、3000 s^(-1)、5000 s^(-1))动态冲击试验,并进行了静态拉伸和压缩试验,获得了S30408不锈钢在不同条件下的应力-应变曲线。通过分析发现:S30408不锈钢具有明显的应变率强化效应,在静态条件下S30408不锈钢存在一定的拉压不对称性,在高应变率条件下会放大这种特性,S30408不锈钢压缩时的塑性应力明显大于拉伸时的塑性应力。基于试验结果,建立了拉伸和压缩条件下修正后的Johnson-Cook模型,修正后的模型可较好反映S30408不锈钢的动态力学性能,可为冲击、爆炸等高应变率下的S30408不锈钢力学性能研究提供参考。 展开更多

关键词 s30408不锈钢 霍普金森杆 应变率效应 Johnson-Cook本构模型 拉压不对称性

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考虑应力状态的S30408不锈钢变形行为及本构模型研究

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作者 张涛 夏雨 +1 位作者 蒋莉莉 周云 《化工机械》 2025年第4期546-553,共8页

开展了不同应力三轴度下的S30408不锈钢单轴拉伸试验和微观组织研究,分析了应力状态对其强度的影响,结合扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)探究了断口形貌及析出相变化规律。基于Hollomon本构方程和Swift模型开展了S30408变形行... 开展了不同应力三轴度下的S30408不锈钢单轴拉伸试验和微观组织研究,分析了应力状态对其强度的影响,结合扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)探究了断口形貌及析出相变化规律。基于Hollomon本构方程和Swift模型开展了S30408变形行为分析,实现了不同缺口状态下S30408不锈钢真实应力-真实应变关系的合理评价和准确预测。研究结果表明:S30408不锈钢的屈服强度和极限强度随着应力三轴度的增加而增加,断后延伸率则呈现下降趋势,断口均呈现出显著的韧性断裂特征,且存在明显的马氏体相变。以此为基础,建立了应力三轴度系数与材料力学性能之间的关系,提出了考虑应力状态的Swift修正模型,实现了对不同应力三轴度下S30408不锈钢变形行为的合理评价。 展开更多

关键词 s30408不锈钢 应力三轴度 马氏体相变 本构模型

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基于微观机理的S30408不锈钢母材及其焊缝延性断裂性能研究

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作者 王嘉昌 郑宝锋 +1 位作者 何杰 杨将 《工业建筑》 2025年第8期217-225,共9页

为校准奥氏体S30408不锈钢母材、焊缝纵向和横向、热影响区纵向和横向5种材料基于微观机理的断裂模型参数,进行了标准圆棒和缺口圆棒拉伸试验及其断口的扫描电镜试验,获得各材料的本构参数和特征长度。结合有限元方法模拟缺口圆棒试件... 为校准奥氏体S30408不锈钢母材、焊缝纵向和横向、热影响区纵向和横向5种材料基于微观机理的断裂模型参数,进行了标准圆棒和缺口圆棒拉伸试验及其断口的扫描电镜试验,获得各材料的本构参数和特征长度。结合有限元方法模拟缺口圆棒试件的加载全过程,采用空穴增长模型VGM和应力修正临界应变模型SMCS标定各材料的微观断裂韧性参数。研究结果表明:奥氏体S30408不锈钢焊缝材料的断裂韧性参数α和η值均小于母材和热影响区材料,表明焊缝材料更容易启裂;标定的断裂韧性参数离散系数均小于12%,验证了基于微观机理的断裂模型预测奥氏体S30408不锈钢母材、焊缝和热影响区材料延性断裂的有效性;对比普通碳钢材料,奥氏体不锈钢S30408母材的断裂韧性明显更好,但不锈钢焊缝最差。 展开更多

关键词 奥氏体s30408不锈钢 焊缝 微观断裂模型 单调拉伸试验 参数校准

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奥氏体不锈钢S30408抗拉强度分布规律研究 被引量：16

4

作者 刘岑 吴元祥 +3 位作者 刘兵 袁小会 陈刚 刘小宁 《河北工业科技》 CAS 2016年第1期31-34,共4页

研究钢材抗拉强度分布规律是机械强度可靠性设计的基础。基于奥氏体不锈钢S30408在液氮温度(-196℃)时的抗拉强度的60组试验数据,通过数理统计方法对其有效性及抗拉强度的分布规律进行了研究,结果表明:1)在单侧置信度为99%时,60组试验... 研究钢材抗拉强度分布规律是机械强度可靠性设计的基础。基于奥氏体不锈钢S30408在液氮温度(-196℃)时的抗拉强度的60组试验数据,通过数理统计方法对其有效性及抗拉强度的分布规律进行了研究,结果表明:1)在单侧置信度为99%时,60组试验数据中含有1组无效数据;2)在显著度为0.05时,抗拉强度是基本符合正态分布的随机变量;3)无效试验数据对钢材抗拉强度分布规律的影响不可忽视。 展开更多

关键词 机械强度 奥氏体不锈钢 s30408 抗拉强度 有效性 分布规律

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S30408等离子焊接接头组织与性能分析 被引量：10

5

作者 秦建 肖昌辉 +3 位作者 黑鹏辉 吕晓春 杜兵 王庆江 《焊接》 北大核心 2016年第1期44-47,共4页

针对典型压力容器用S30408不锈钢进行了等离子弧打底及盖面焊接工艺研究,借助光学显微镜、扫描电镜、拉伸强度测试和晶间腐蚀试验等测试手段对等离子焊接接头的微观组织和力学性能进行了分析。试验结果表明,采用合理的焊接工艺参数可以... 针对典型压力容器用S30408不锈钢进行了等离子弧打底及盖面焊接工艺研究,借助光学显微镜、扫描电镜、拉伸强度测试和晶间腐蚀试验等测试手段对等离子焊接接头的微观组织和力学性能进行了分析。试验结果表明,采用合理的焊接工艺参数可以得到良好的焊缝成形及优异的综合力学性能,其接头抗拉强度约为811 MPa,几乎接近母材强度。断口形貌为典型韧窝状的韧性断裂;弯曲试验及晶间腐蚀试验均测试合格;焊缝处显微组织形貌为枝晶状奥氏体+δ-铁素体组织。 展开更多

关键词 等离子弧焊 s30408不锈钢 显微组织 力学性能

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Q345R和S30408异种钢焊接接头组织与性能分析 被引量：3

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作者 辛伟 张艳 魏礼运 《电焊机》 2016年第11期131-134,共4页

异种钢焊接在各工程领域中应用广泛,但由于异种钢在冶金相容性、物理和化学性能方面差异较大,接头组织不均匀,力学性能较差,因此有必要研究其组织及性能。选用A302焊条,采用焊条电弧焊(SMAW)对Q345R和S30408异种钢进行焊接,并进行焊后... 异种钢焊接在各工程领域中应用广泛,但由于异种钢在冶金相容性、物理和化学性能方面差异较大,接头组织不均匀,力学性能较差,因此有必要研究其组织及性能。选用A302焊条,采用焊条电弧焊(SMAW)对Q345R和S30408异种钢进行焊接,并进行焊后热处理,利用微观金相组织观察,冲击、弯曲及拉伸等力学测试分析焊接接头的组织和力学性能。实验结果表明:Q345R和S30408异种钢焊接接头具有优良的力学性能,抗拉强度达到569 MPa以上,-20℃低温平均冲击功达到48 J以上,材料最佳热处理温度为550℃。 展开更多

关键词 Q345R s30408 焊接接头 热处理

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预应变对S30408不锈钢力学性能和马氏体相变的影响 被引量：2

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作者 张涛 夏雨 +1 位作者 蒋莉莉 周云 《轻工机械》 CAS 2024年第2期75-80,85,共7页

为了探究不同预应变量下S30408不锈钢力学性能的变化规律,课题组在室温下对S30408不锈钢开展不同预应变量下的单轴拉伸试验,分析了预应变对其力学性能及马氏体相变的影响规律,在此基础上建立了考虑预应变影响的修正Ludwigson模型,并结... 为了探究不同预应变量下S30408不锈钢力学性能的变化规律,课题组在室温下对S30408不锈钢开展不同预应变量下的单轴拉伸试验,分析了预应变对其力学性能及马氏体相变的影响规律,在此基础上建立了考虑预应变影响的修正Ludwigson模型,并结合基于Johnson-Cook的脆化模型合理预测预应变后材料力学性能。结果表明:随着预应变量的增加,S30408不锈钢的屈服强度明显增加,抗拉强度缓慢增加,断后延伸率降低;利用金相和X射线衍射试验获取不同预应变量下微观组织和析出相成分,发现在预应变量大于9%后,S30408不锈钢开始逐渐出现形变诱导的马氏体相变。课题组的研究实现了不同预应变量下的S30408不锈钢应力-应变关系的合理评价。 展开更多

关键词 s30408不锈钢 预应变 冷变形强化 马氏体相变 本构模型

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超声冲击处理后表面梯度纳米结构S30408抗疲劳性能研究 被引量：2

8

作者 王志成 周云 +2 位作者 郑杨艳 陈岑 王一宁 《化工装备技术》 CAS 2021年第2期1-7,共7页

通过修正纳瓦罗-里奥斯(Navarro-Rios)模型,提出了一种描述梯度纳米结构(GNG/CG)材料疲劳性能模型。研究了超声冲击处理后表面梯度纳米层对S30408疲劳性能的影响,并通过实验进行验证。结果表明:模型能够有效预测梯度纳米结构材料的疲劳... 通过修正纳瓦罗-里奥斯(Navarro-Rios)模型,提出了一种描述梯度纳米结构(GNG/CG)材料疲劳性能模型。研究了超声冲击处理后表面梯度纳米层对S30408疲劳性能的影响,并通过实验进行验证。结果表明:模型能够有效预测梯度纳米结构材料的疲劳极限,GNG/CG结构材料的疲劳极限随着表面晶粒尺寸减小而明显增大;相比于粗晶材料,梯度纳米结构材料的疲劳短裂纹尺寸更短,但是转变应力更高;表面晶粒尺寸细化以及梯度纳米层厚度增加能够增加疲劳短裂纹萌生和扩展的阻力,有效提高材料的高周疲劳性能。 展开更多

关键词 纳瓦罗-里奥斯模型 超声冲击处理 梯度纳米结构s30408 疲劳强度

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高温高压下超声冲击改善S30408焊接接头抗氟离子应力腐蚀性能 被引量：1

9

作者 周新 谭伟 +1 位作者 杨新俊 夏强 《化工装备技术》 CAS 2018年第5期1-5,共5页

通过实验研究了在高压高温环境下,超声冲击处理对S30408不锈钢焊接接头抗氟离子应力腐蚀性能的影响。结果表明:随着温度的升高和氟离子质量浓度的降低,S30408焊接接头的应力腐蚀开裂敏感性降低;冲击处理能够有效提升S30408焊接接头抗应... 通过实验研究了在高压高温环境下,超声冲击处理对S30408不锈钢焊接接头抗氟离子应力腐蚀性能的影响。结果表明:随着温度的升高和氟离子质量浓度的降低,S30408焊接接头的应力腐蚀开裂敏感性降低;冲击处理能够有效提升S30408焊接接头抗应力腐蚀开裂性能,同时也增加了S30408焊接接头的点蚀倾向。在280℃的环境下,焊接接头出现一定程度的应力松弛现象;随着实验温度升高,应力松弛程度显著增加,有效降低了材料的位错密度和腐蚀敏感性。 展开更多

关键词 超声冲击处理 氟离子 应力腐蚀 高温高压 s30408不锈钢

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超声冲击处理S30408不锈钢表面损伤研究

10

作者 周云 郑杨艳 王一宁 《装备制造技术》 2020年第2期1-5,共5页

基于GTN模型,采用有限元分析的方法,研究了超声冲击处理过程中S30408的表面损伤。研究结果表明,当冲击速度为5 m/s时,最大的残余压应力位于处理表面0.2 mm深度位置,其值达到-370 MPa。随着冲击速度的增加,残余压应力层厚度从0.65 mm增加... 基于GTN模型,采用有限元分析的方法,研究了超声冲击处理过程中S30408的表面损伤。研究结果表明,当冲击速度为5 m/s时,最大的残余压应力位于处理表面0.2 mm深度位置,其值达到-370 MPa。随着冲击速度的增加,残余压应力层厚度从0.65 mm增加到0.85 mm。冲击处理后的损伤呈环状,位于冲击后凹坑边缘,冲击中心不受影响。冲击损伤层厚度约为0.07 mm,冲击处理后,移除大约0.1 mm的表面层能够在保持硬化、压力层的基础上避免冲击带来的表面粗糙度增加以及塑性损伤。 展开更多

关键词 超声冲击处理 塑性损伤 s30408

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预应变奥氏体不锈钢S30408低温棘轮效应 被引量：2

11

作者 李雷雷 高炳军 +1 位作者 董俊华 陈旭 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1067-1073,共7页

利用凯尔测控EUM-25K20型拉扭疲劳试验机,在110 K下对S30408母材试件、含焊缝试件、无预应变、预应变8%、12%的试件进行了单轴棘轮效应试验研究。实验发现,母材试件与焊材试件的棘轮行为与平均应力、幅值应力及其加载历史密切相关。由... 利用凯尔测控EUM-25K20型拉扭疲劳试验机,在110 K下对S30408母材试件、含焊缝试件、无预应变、预应变8%、12%的试件进行了单轴棘轮效应试验研究。实验发现,母材试件与焊材试件的棘轮行为与平均应力、幅值应力及其加载历史密切相关。由于焊缝金属中少量铁素体的软化作用,焊缝试件的初始棘轮应变及小循环应力下的棘轮应变大于母材。但随着塑性变形的增加,焊缝金属中更高含量合金元素存在更为明显的强化作用,使得焊缝试件在较大循环应力下一定循环圈数后的棘轮应变小于母材。无论母材试件还是焊缝试件,棘轮应变随预应变的增加而降低,在较小的循环应力水平下,预应变可以完全抑制棘轮应变的累积。S30408在110 K下为率相关材料,棘轮应变随加载率的升高而降低。 展开更多

关键词 棘轮效应 低温 s30408 实验研究

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冷冲压S30408封头在应变强化容器中的应用研究 被引量：1

12

作者 白龙 江楠 倪进飞 《压力容器》 2016年第10期24-30,共7页

采用ANSYS/LS-DYNA建立了S30408封头冷冲压的数值计算模型,并通过试验验证了所建模型能够较准确地反映封头冷冲压过程。用该模型模拟了3种常用封头在冷冲压过程中产生的塑性变形,并分析了这3种常用封头在冲压过程中球冠区发生塑性变形... 采用ANSYS/LS-DYNA建立了S30408封头冷冲压的数值计算模型,并通过试验验证了所建模型能够较准确地反映封头冷冲压过程。用该模型模拟了3种常用封头在冷冲压过程中产生的塑性变形,并分析了这3种常用封头在冲压过程中球冠区发生塑性变形及变形不同的原因。经冷冲压成形后,2∶1碟形封头在球冠区产生了充分而均匀的塑性变形,使封头球冠区得到了有效强化,屈服强度明显提高。说明在应变强化容器中,使用冷冲压的2∶1碟形封头,既可以免于封头成形后热处理,又解决了因封头厚度比筒体大,强化压力无法充分强化封头球冠区的问题。 展开更多

关键词 s30408 2:1碟形封头 冷冲压成形 应变强化

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Q345R+S30408复合钢板焊接工艺分析 被引量：5

13

作者 鞠小虎 谢永伦 《机械制造》 2013年第5期83-84,共2页

针对Q345R+S30408复合钢板,通过可焊性分析,选用相应的的焊接方法、焊接坡口、焊接材料和无损检测,确定了合适的焊接工艺并应用于生产。

关键词 Q345R+s30408 复合板 焊接工艺

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S30408管材及其焊缝在超临界CO_(2)环境下的腐蚀行为研究

14

作者 杨万欢 钟巍华 +1 位作者 李伸 张东旭 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1972-1979,共8页

在超临界CO_(2)环境下对S30408管及其焊缝进行了320℃和500℃两种温度下的腐蚀实验,利用XRD、XPS、FE-SEM和EDS对腐蚀产物进行了表征,分析了温度对S30408管及其焊缝在超临界环境下的腐蚀产物及腐蚀机理的影响。实验结果表明,经320 h腐蚀... 在超临界CO_(2)环境下对S30408管及其焊缝进行了320℃和500℃两种温度下的腐蚀实验,利用XRD、XPS、FE-SEM和EDS对腐蚀产物进行了表征,分析了温度对S30408管及其焊缝在超临界环境下的腐蚀产物及腐蚀机理的影响。实验结果表明,经320 h腐蚀后,高温下S30408管及其焊缝发生了明显的腐蚀,同时观察到了腐蚀裂纹扩展及腐蚀物脱落的现象。管道及焊缝内壁的腐蚀是由氧化和碳化造成的,其腐蚀产物以Fe、Cr的氧化物及碳化物为主。焊缝在高温下产生大块结痂状腐蚀产物,管道及焊缝在500℃时出现了明显的沿晶腐蚀开裂。这种裂纹很容易扩展到管道内部,造成材料失效,对管道和整个设备的安全构成极大威胁。 展开更多

关键词 超临界CO_(2) s30408管材 焊缝 腐蚀行为 裂纹扩展

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S30408不锈钢法兰开裂原因 被引量：5

15

作者 汤鹏杰 芮乐顺 梁斌 《理化检验（物理分册）》 CAS 2022年第8期46-49,共4页

某装置S30408不锈钢法兰服役时发生开裂泄漏,采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验和扫描电镜分析等方法分析其开裂原因。结果表明:法兰材料的碳元素含量超标,大量碳化物沿晶界析出,显微组织呈敏化态;S30408不锈钢法兰与管... 某装置S30408不锈钢法兰服役时发生开裂泄漏,采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验和扫描电镜分析等方法分析其开裂原因。结果表明:法兰材料的碳元素含量超标,大量碳化物沿晶界析出,显微组织呈敏化态;S30408不锈钢法兰与管道对焊时,其颈部受热,导致敏化加剧,晶界脆化;法兰颈部形状突变,颈部成为应力集中区,在焊接残余应力和工作压力的作用下,颈部逐渐萌生沿晶微裂纹,随着时间的推移,微裂纹扩展并汇聚形成宏观裂纹,导致法兰贯穿开裂。 展开更多

关键词 s30408不锈钢 法兰 敏化 沿晶开裂

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K-TIG焊在应变强化S30408不锈钢压力容器上的试验研究 被引量：3

16

作者 陈日昱 严晓君 +3 位作者 田文博 马本勤 徐永松 陈金豹 《电焊机》 2022年第10期72-79,共8页

降低重容比、实现轻量化对“双碳”目标下的焊接技术提出了更高的应用要求。针对高效深熔氩弧焊(以下简称K-TIG)技术在应变强化容器上的应用开展试验研究,分析对比采用K-TIG工艺焊接国产奥氏体不锈钢S30408在0%预拉伸(方案A)、采用应力... 降低重容比、实现轻量化对“双碳”目标下的焊接技术提出了更高的应用要求。针对高效深熔氩弧焊(以下简称K-TIG)技术在应变强化容器上的应用开展试验研究,分析对比采用K-TIG工艺焊接国产奥氏体不锈钢S30408在0%预拉伸(方案A)、采用应力控制法对产品焊接试板进行预拉伸(方案B),以及对容器进行应变强化试验后(方案C)焊接接头的强度、断口形貌、塑性、韧性、金相组织、晶粒度、夹渣等的变化。结果表明,K-TIG焊接头质量稳定,焊缝成形美观,生产效率大幅提升,方案A、B、C三种不同条件下的试样各项性能指标均满足标准要求。经过应变强化后,接头屈服强度显著增加,激发了塑性储备,有效提高了屈强比,可更大程度地发挥材料的承载能力,进而提高材料实际的许用应力,实现了轻量化的绿色设计与制造,可用于低温压力容器的制造。 展开更多

关键词 K-TIG工艺 应变强化 s30408不锈钢 压力容器 轻量化

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S30408不锈钢活性焊接接头微观组织及性能研究

17

作者 周大坤 王玉 +1 位作者 孔令伟 蒋申柱 《石油化工设备》 CAS 2016年第1期16-22,共7页

针对活性焊接工艺条件下的S30408焊接接头,采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪等技术手段,对焊接接头的组织、成分、力学性能及晶间腐蚀性能进行了检测、分析及探讨。结果表明,活性焊接头焊缝区铁素体含量达到7.3%,焊缝-热影响区界... 针对活性焊接工艺条件下的S30408焊接接头,采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪等技术手段,对焊接接头的组织、成分、力学性能及晶间腐蚀性能进行了检测、分析及探讨。结果表明,活性焊接头焊缝区铁素体含量达到7.3%,焊缝-热影响区界面合金元素均匀过渡,活性焊接接头成分及力学性能与填丝焊接性能相差不大,具有优良的抗晶间腐蚀性能。 展开更多

关键词 活性焊接接头 s30408不锈钢 化学成分 晶间腐蚀 分析

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超声冲击改善S30408焊接接头疲劳性能研究 被引量：1

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作者 张怡 王晓丽 周云 《化工安全与环境》 2020年第39期16-20,共5页

通过XRD、TEM、疲劳试验研究了超声冲击处理后S0408奥氏体不锈钢焊接接头表面残余应力、微观组织以及疲劳寿命的变化。分析了超声冲击处理对S30408焊接头疲劳性能的影响。研究结果表明,由于超声冲击处理在S30408焊接接头表面产生了残余... 通过XRD、TEM、疲劳试验研究了超声冲击处理后S0408奥氏体不锈钢焊接接头表面残余应力、微观组织以及疲劳寿命的变化。分析了超声冲击处理对S30408焊接头疲劳性能的影响。研究结果表明,由于超声冲击处理在S30408焊接接头表面产生了残余压应力层,平滑了焊趾的过渡,同时处理引起的大量形变孪晶相互交割,细化了接头表面的晶粒尺寸,超声冲击处理后S30408焊接接头的疲劳寿命得到明显的提高。 展开更多

关键词 超声冲击处理 s30408 焊接接头 疲劳

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