Tailoring Hierarchical Structures and Gradient Microstructures in 316 Stainless Steel via Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification
Source abstract
Abstract
316 stainless steel (316 SS) is processed by ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) with different processing parameters, including static load, strike amplitude (dynamic load), scanning speed, tip diameter, and interval (distance between neighbor scans). The effects of these parameters on surface finish, microstructure evolution, and microhardness are systematically investigated. It is found that within the scope of this study, the influence of static load, scanning speed, and strike amplitude to the surface roughness is insignificant, while the surface roughness is significantly affected by the tip diameter and increases monotonically with increasing interval from 0.01 to 0.5 mm. Hierarchical structures, nanoscale wrinkles embedded in microscale grooves, are fabricated on the 316 SS surface. In addition, plastic deformation zone also becomes thicker when the interval decreased from 0.5 to 0.01 mm. It has been demonstrated that surface finish, gradient microstructures, and martensite transformation in the top surface layer of 316 SS could be artificially modified by individually controlling the UNSM interval. This work provides valuable guidance for tailoring specific surface microstructures and mechanical properties of metallic materials via UNSM.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Surface Treatment and Residual Stress · Microstructure and mechanical properties · Ultrasound and Cavitation Phenomena
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
School of Civil Aviation Northwestern Polytechnical University Xi'an Shaanxi 710072 P. R. China
School of Mechanical Science & Engineering Huazhong University of Science & Technology Wuhan Hubei 430074 P. R. China
Department of Mechanical Engineering The University of Akron Akron OH 44325 USA
References (57)
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