现代工业领域的快速发展,对不锈钢使用性能提出了更高的要求。近年来,采用表面制备微织构方法来提高不锈钢功能性成为一项重要的技术应用。超声冲击技术是一种在改善表面应力状态与材料组织形式等方面具有极大优势的表面强化处理技术。在此基础上,控制其加工精度和相应工艺参数,超声冲击技术有望成为一种表面微结构低成本高精度制备技术,拓宽不锈钢的实际工业应用领域。目前尚未有直接采用超声冲击手段制备不锈钢表面微结构的工作报道,因此本课题将探究利用超声冲击技术对不锈钢表面进行微织构制备来提高其功能性方法的可行性,对于扩展超声冲击技术的应用范畴用于低成本高精度实现不锈钢功能性提升具有重要的意义。本文的具体研究工作如下:为了理解超声冲击制备不锈钢微结构的基本原理,采用有限元仿真方法对超声冲击加工过程进行分析。区别于传统机械加工方式,超声冲击加工为无切屑加工方式,材料以塑性流动的形式在工件表面形成所需微结构。使用有限元仿真软件ABAQUS对超声冲击加工不锈钢表面微结构过程进行模拟,分析工件材料的形变过程以及应力大小。根据超声冲击加工的基本原理,确定超声冲击加工装置功能系统的总体方案。本课题重点对超声冲击加工装置的超声冲击加工系统、运动控制系统、力检测系统的重要元器件进行选型。根据选型部件尺寸和位移行程等因素的影响,确定超声冲击加工装置机械结构的初步模型。本课题重点对超声冲击加工装置的龙门架、刀具夹具、工件夹具进行结构设计,并使用有限元仿真软件ANSYS workbench对结构的形变以及应力进行分析。根据功能系统与机械结构的设计方案搭建超声冲击加工实验样机,利用该装置制备316L不锈钢表面微织构实验样件。利用激光共聚焦显微镜、金相显微镜、表面粗糙度仪、超眼数码显微镜、白光干涉仪、摩擦磨损试验机和扫描电子显微镜等仪器对实验样件的表面形貌和摩擦磨损性能进行观察与检测,并与椭圆振动金刚石切削加工制备的织构化样件进行对比实验。