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304奥氏体不锈钢具有优良的机械性能和抗均匀腐蚀的性能,广泛用于化工、制药和核电等工业领域。然而,它容易受局部腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC)的影响。材料的应力腐蚀开裂对含有氯离子溶液比较敏感,会引起设备的突然开裂和爆炸事故,严重危害人员和生命财产安全。因此,通过激光冲击处理强化304不锈钢来改善其表面性能,对于避免材料发生应力腐蚀开裂,保护设备的安全使用具有现实的意义。本文以304不锈钢为研究对象,采用激光功率密度分别为3.185 GW/cm~2、6.37 GW/cm~2、9.555 GW/cm~2、12.74 GW/cm~2、15.925 GW/cm~2对304不锈钢试样进行无涂层激光冲击处理。分析并比较不同激光冲击功率密度的激光冲击处理对304不锈钢试样的表面形貌、显微硬度、晶粒尺寸、残余应力和金相组织的影响。通过慢应变速率拉伸试验得到304不锈钢的应力腐蚀敏感性指数。本文的主要工作与取得的成果如下:(1)通过X射线法得到试样表层的残余应力,试验结果表明,激光冲击处理后的304不锈钢试样表面发生了剧烈的塑性变形,产生了残余压应力。当激光功率密度增大时,试样表层的残余压应力也随之增大。当激光功率密度增加到15.925 GW/cm~2时,试样表层的残余压应力为-363 MPa。(2)激光冲击处理后的试样表层材料发生了晶粒细化和加工硬化现象,材料的强度和硬度都有所提升。当激光功率密度增大时,表层材料的显微硬度也随之增大。表层的加工硬化主要发生在距试样表面300μm的范围内,当距离被加工表面的深度增大时,沿截面深度方向上的显微硬度值会减小。(3)试样的X射线物相分析表明,无涂层激光冲击处理后的试样表层发生了马氏体相变,当激光功率密度增大时,试样中马氏体的含量也随之增加。激光功率密度为15.925 GW/cm~2时,试样中的马氏体含量为3.6%,是未处理试样中马氏体含量的3倍。(4)通过慢应变速率拉伸试验计算得到不同激光功率密度下试样应力腐蚀敏感性指数。研究表明无涂层激光冲击处理后的试样应力腐蚀敏感性指数低于未处理试样的应力腐蚀敏感性指数。当激光功率密度从3.185 GW/cm~2增大到12.74GW/cm~2时,应力腐蚀敏感性指数逐渐降低。在激光功率密度为15.925 GW/cm~2时,应力敏感性指数却远大于其他功率密度的试样,其数值与未经激光冲击处理的试样相近。