表面梯度纳米晶结构对06Cr19Ni10钢抗空蚀性能的影响

作者：付天琳; 安楠楠; 王康; 张乾; 陈飞帆^*; 许志华

来源：表面技术, 2022, 51(04): 247-262.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.04.025

• 06Cr19Ni10钢
• 喷丸
• 梯度纳米晶结构
• 表面特性
• 空蚀

目的 对06Cr19Ni10钢进行表面剧烈塑性变形处理，利用获得的表面梯度纳米晶结构提高其抗空蚀性能。方法 采用高能喷丸法，在0.3～0.6 MPa范围内调节喷丸压力，获得不同组织结构的梯度纳米晶结构。使用光学显微镜、透射电镜、X射线衍射仪和显微硬度计对梯度纳米晶结构进行形貌、物相分析及截面硬度分析，使用电化学工作站和自制的空蚀检测仪对梯度纳米晶结构进行抗腐蚀性能及抗空蚀性能检测。结果 截面金相表明，通过调节喷丸压力，可以在06Cr19Ni10钢表面形成一层厚度为50～100μm的梯度纳米晶结构。XRD结果显示，喷丸处理可以使（111）、（200）、（220）、（311）、（222）晶向的衍射峰明显宽化。通过Voigt函数法计算可知，梯度纳米晶结构的顶层晶粒尺寸为32～87nm，表面硬度由180HV0.05提高至360～525HV0.05。此外，喷丸处理可以提高06Cr19Ni10钢的自腐蚀电位至-0.385 V(vs. SCE)，降低其自腐蚀电流密度至3.512μA/cm2，明显延长其空蚀孕育期，最大抗空蚀系数约为未处理试样的12.92倍。结论 梯度纳米晶结构可以全面提高06Cr19Ni10钢的表面特性，显著提高其抗空蚀性能。