固溶处理、沉淀硬化及喷丸处理对通过添加法与传统方法制备的17-4PH钢的抗空化侵蚀性能的影响

《Scientific Reports》：Effects of solution treatment, precipitation hardening, and shot peening on the cavitation erosion resistance of 17?4PH steel produced by additive and conventional methods

　　

摘要

17-4PH不锈钢被广泛用于可能遭受空化作用的液压部件中，但其抗空化侵蚀性能取决于制造工艺以及后续处理方式。本研究比较了经过固溶处理、沉淀硬化处理后，再分别采用玻璃、陶瓷和钢质喷丸介质进行处理的传统加工方式与DMLS加工方式制成的17-4PH钢的抗空化侵蚀性能。该研究的创新之处在于系统地对比了这两种制造方法下的不同后续处理方式，并通过硬度、表面形貌、相组成、晶粒尺寸以及基于微应变估算的应力大小等参数进行了结构与性能分析。结果表明，DMLS加工的材料具有更高的抗空化侵蚀性能。其中，经过沉淀硬化处理并采用陶瓷喷丸处理的DMLS样品表现最佳，其侵蚀速率为1.49 μm/h，而未经处理的传统样品侵蚀速率为4.71 μm/h，后者相比前者提升了约216%。DMLS材料更优异的空化性能与其在后续处理后仍能保持较完整的α/γ微观结构有关，这说明抗空化侵蚀性能不仅受硬度影响，还与相组成以及近表面层的状态密切相关。