高强管线钢划痕变质层微观结构与力学性能表征OA

针对现有管道划痕失效评估方法忽略表层材料性能变化、对高强钢管道划痕致裂风险认识不足等问题,提出一种基于双轴加载平台的划痕模拟与表征方法。设计并搭建专用划痕加工平台,制备不同工艺参数(刀头形状、垂直压力、划动速度)下的划痕试样,系统分析其剖面微观结构与力学性能。结果表明,划痕诱发近表层显著塑性变形,形成分层明显的变质层;靠近根部区域晶粒变形剧烈,组织更为致密。维氏硬度测试显示,根部硬度最高达到388HV,是母材(200HV)的近2倍,且随垂直压力和划动速度增加而升高。基于硬度分布确定变质层厚度均超过2 mm。此外,划痕根部存在残余压应力,其中纵向残余应力随深度增大而增大,横向残余应力则随深度增大而减小。研究为划痕区别于普通金属损失缺陷提供了直接证据,为高强管线钢划痕致裂分析与安全评估提供了重要依据。