激光沖擊對LNG低溫泵葉片的沖擊韌性影響規(guī)律研究.pdf

1、液化天然氣(LNG)作為一種清潔、高效的優(yōu)質能源在汽車、發(fā)電、化工、機械工業(yè)等領域得到越來越廣泛的應用,低溫泵是轉儲液化天然氣的關鍵裝備,其長期服役于低溫環(huán)境,低溫脆斷是其葉片的主要失效形式,目前國內大型LNG低溫泵長期依賴進口。開展LNG低溫泵關鍵制造新工藝與新技術研究是當前科學研究和技術發(fā)展的熱點和前沿。
　　 本文基于激光沖擊強化機理與脆性斷裂機理,以低溫泵葉片材料2Cr13不銹鋼作為研究對象,提出利用激光沖擊處理工藝及熱

2、處理與激光沖擊處理復合工藝研究2Cr13不銹鋼常溫和低溫環(huán)境下的沖擊韌性,并分析殘余應力、金相組織和斷口形貌的變化。本文主要研究工作如下:
　　 首先,論述了激光沖擊強化的機理與脆性斷裂的機理,提出了利用激光沖擊強化技術改進材料脆性斷裂韌性的技術思路。
　　 在此基礎上,采用激光沖擊處理工藝對2Cr13不銹鋼進行了表面改性處理,探討了激光沖擊處理工藝對2Cr13不銹鋼常溫和低溫下沖擊韌性的影響規(guī)律。研究表明:激光沖擊后2

3、Cr13不銹鋼表面后,表層發(fā)生塑性變形,表層的晶粒出現(xiàn)碎裂現(xiàn)象,其斷口特征雖為沿晶斷裂;激光沖擊后增加了韌窩,提高了沖擊韌性;在沖擊區(qū)域表面形成了殘余應力層,在一定的激光功率密度范圍內,殘余壓應力隨激光功率密度的增大而增加;隨著激光功率密度的增加,常溫和低溫的沖擊韌性先增加后減少。
　　 最后,開展了熱處理與激光沖擊處理復合工藝對2Cr13不銹鋼常溫和低溫下沖擊韌性影響的實驗研究。研究表明:熱處理和激光沖擊復合后可以明顯提高2C