【摘 要】
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汽轮机叶片恶劣的服役环境对2Cr13马氏体不锈钢耐蚀性提出了更高的要求。激光冲击强化（Laser shock peening,LSP）作为表面改性技术的一种,可以提高金属材料的耐蚀性。本文以2Cr13马氏体不锈钢为研究对象,采用LSP技术,在3.5 wt.%Na Cl溶液腐蚀介质环境下,研究了有无吸收层激光冲击对2Cr13马氏体不锈钢的电化学腐蚀性能的影响;综合考虑成本与收益,选择1次有吸收层激光
【基金项目】
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江苏省研究生科研创新计划项目,汽轮机叶片激光多层交错冲击均匀强化及抗腐蚀行为（KYCX182223）,省级.（1/1）； 国家自然科学基金面上项目,汽轮机叶片的方形光斑激光多层交错冲击均匀强化及抗腐蚀行为（51575242）,国家级.（4/7）； 江苏省科技计划项目,汽轮机叶片激光冲击均匀强化技术及其装备研发（BK2016148）
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汽轮机叶片恶劣的服役环境对2Cr13马氏体不锈钢耐蚀性提出了更高的要求。激光冲击强化（Laser shock peening,LSP）作为表面改性技术的一种,可以提高金属材料的耐蚀性。本文以2Cr13马氏体不锈钢为研究对象,采用LSP技术,在3.5 wt.%Na Cl溶液腐蚀介质环境下,研究了有无吸收层激光冲击对2Cr13马氏体不锈钢的电化学腐蚀性能的影响;综合考虑成本与收益,选择1次有吸收层激光冲击为最佳工艺,研究了有吸收层激光冲击前后2Cr13马氏体不锈钢的浸泡腐蚀行为。主要研究内容如下:（1）有无吸收层激光冲击前后2Cr13马氏体不锈钢的电化学腐蚀行为:通过开路电位下电化学阻抗谱测试、动电位极化测试和腐蚀形貌观测,分析了有无吸收层激光冲击前后,2Cr13马氏体不锈钢的电化学腐蚀行为。结果表明:有吸收层激光冲击后,试样电荷转移电阻、腐蚀电位和点蚀电位提高,腐蚀电流密度和钝化电流密度降低,2次冲击更为显著;无吸收层激光冲击后,试样电荷转移电阻和腐蚀电位降低,腐蚀电流密度上升,钝化现象消失,2次冲击未能改善。（2）有无吸收层激光冲击强化对2Cr13马氏体不锈钢电化学腐蚀行为的影响机理:分析了有无吸收层激光冲击前后,试样表面轮廓与粗糙度、润湿性、残余应力分布和显微组织,分析讨论了有无吸收层激光冲击对2Cr13马氏体不锈钢电化学腐蚀行为的影响机理。结果表明:表面性能方面,有无吸收层激光冲击后,试样表面粗糙度增加,润湿性不变,表面分别诱导高幅值残余压应力和拉-压交变应力。微观结构方面,有无吸收层激光冲击后,试样表层均产生位错,细化晶粒,有吸收层激光冲击造成了富铬碳化物碎化,而无吸收层激光冲击诱导了纳米富铬碳化物的沉淀。（3）有吸收层激光冲击前后2Cr13马氏体不锈钢的浸泡腐蚀行为:通过浸泡试验、电化学阻抗谱测量和腐蚀形貌观测,分析了有吸收层激光冲击前后,2Cr13马氏体不锈钢的浸泡腐蚀行为。结果表明,在浸泡过程中原试样和有吸收层激光冲击（LSPed）试样表面钝化膜都经历了破坏-修复-破坏的过程,浸泡30天后,原试样表面出现严重局部点蚀,LSPed试样表面几乎完好。有吸收层激光冲击显著延长了2Cr13马氏体不锈钢的腐蚀寿命。（4）有吸收层激光冲击2Cr13马氏体不锈钢抗浸泡腐蚀性能提升机理:通过X射线光电子能谱技术,测量了浸泡前后原试样和LSPed试样表面钝化膜的成分和性质,分析讨论了有吸收层激光冲击2Cr13马氏体不锈钢抗浸泡腐蚀性能提升机理。结果表明,浸泡前,原试样和LSPed试样表面钝化膜成分相近;浸泡30天后,原试样表面钝化膜腐蚀失效,LSPed试样表面钝化膜整体保持完好。
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