表面机械滚压处理(SMRT)提升316L不锈钢焊接接头疲劳强度的机理研究

来自国内的研究人员针对316L不锈钢焊接结构疲劳性能不足的问题，开展了表面机械滚压处理(SMRT)强化机理研究。通过静态拉伸和全反向应变控制疲劳实验发现，SMRT处理后试样疲劳强度提升26%（340MPa@106次循环），疲劳寿命最高增加640%。梯度纳米结构（晶粒细化至1.62μm）、压应力和马氏体相变协同作用，使裂纹萌生位置从表面转向次表面，为焊接结构性能优化提供新思路。

　　

这项突破性研究揭示了表面机械滚压处理(Surface Mechanical Rolling Treatment, SMRT)对316L不锈钢焊接接头的神奇改造。当这种特殊处理技术作用于材料表面时，原本粗大的晶粒结构（母材22μm、焊缝核心区102μm）被精妙地重塑为平均仅1.62μm的纳米级梯度结构，就像给材料穿上了"纳米铠甲"。

令人惊叹的是，这种改造带来了全方位的性能飞跃：抗拉强度飙升13.8%（719MPa），在10⁶次循环下的疲劳强度从270MPa跃升至340MPa。更惊人的是在0.20%应变幅下，疲劳寿命实现了640%的惊人增长！通过高精度观测发现，经SMRT处理的试样裂纹萌生位置发生了战略转移——在低于0.6%应变幅时，裂纹狡猾地躲到了焊缝区(Weld Zone, WZ)的次表面，而未经处理的对照组则老老实实在母材(Base Metal, BM)表面"破防"。

这种性能飞跃的奥秘在于SMRT处理引发的三重防护机制：纳米晶粒构成的梯度防御层、犹如"预应力装甲"般的残余压应力场，以及马氏体相变带来的微观结构强化。这些发现为提升重要焊接结构的服役安全性和寿命提供了革命性的解决方案，在核电、化工等关键领域展现出广阔应用前景。