高能喷丸表面纳米化对工业纯钛组织性能的影响

用高能振动喷丸法对工业纯钛进行了表面纳米化的研究。用X 射线衍射、光镜和透射电镜对表层变形层金相组织、晶粒尺寸、显微硬度进行分析。结果表明 ,具有密排六方晶体结构的工业纯钛经高能喷丸处理后 ,在表面可以形成具有一定厚度的纳米晶粒组织 ;随着高能喷丸时间的增加 ,表面层的晶粒尺寸变小 ,而表面硬度提高。     

高能喷丸表面纳米化对工业纯钛疲劳性能的影响

用高能喷丸技术对工业纯钛进行了表面纳米化处理,分析了表层组织和表层硬度,并通过与普通喷丸的对比实验,研究了两种喷丸方法对工业纯钛疲劳性能的影响.结果得出,高能喷丸使表层组织明显细化,得到了无明显特征的强烈塑性变形组织,表层硬度明显提高.但高能喷丸并没有使疲劳强度大幅度提高,甚至低于传统喷丸.断口分析中发现,在高能喷丸疲劳断口裂纹源处,能看到由于喷丸不当造成的表面深坑和微裂纹等表面机械损伤,这可能是高能喷丸表面纳米化比传统喷丸没有表现出更高疲劳强度的原因.     

喷丸处理实现纯钛表面纳米化的研究

利用喷丸处理技术实现了工业纯钛的表面纳米化,利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对表层组织演变过程和表层晶粒纳米化的细化机理进行了研究,并用显微硬度计对表层硬度进行了测试。研究结果表明,传统表面喷丸处理后可在工业纯钛表面得到一定厚度的纳米层和剧烈塑性变形层。喷丸处理后,工业纯钛表面硬度显著提高。     

工业纯钛纳米表层的透射电镜研究

介绍了一种制备表面纳米化样品的横截面透射电镜试样方法,利用该方法对经高能喷丸处理的工业纯钛进行了透射电镜观察与分析。结果显示:用改进的抛丸机,在合适的工艺参数下进行高能喷丸处理,在工业纯钛的表面得到了约10μm深的纳米层;晶粒尺寸由表及里逐渐过渡,纳米表层与基体间无明显的界面,表层晶粒大小在50nm左右,取向随机,为等轴状纳米晶。结果表明,该制样方法,克服了表面自身纳米化样品由于残余应力造成的弯曲变形,可以得到适合于透射电镜观察的横截面试样。     

钛合金表面高能喷丸纳米化后的组织与性能

通过光镜、扫描电镜、硬度仪和透射电镜对TC4钛合金表面高能喷丸纳米化后的金相组织、晶粒尺寸、显微硬度进行测试分析。结果表明，处理后材料表面平均晶粒尺寸达到了纳米量级；在横截面上沿深度方向的晶粒细化程度逐渐减小；随距被处理表面距离增加，硬度增加程度越来越小；随处理时间延长。表面硬度有增加的趋势。并对其纳米化机理进行了讨论。     

高能喷丸对TC4焊接接头组织性能的影响

采用高能喷丸对TC4焊接接头进行表面纳米化处理,利用光学显微镜观察了焊接接头各区域的横截面微观组织,对各区域表层晶粒尺寸进行了X射线衍射分析、采用洛氏硬度计测量了表层各区域的硬度,利用应力仪测试其不同区域的残余应力,并对其进行了表征。结果表明,高能喷丸处理后在TC4焊接接头表面获得一定厚度的塑性变形层,经过高能喷丸处理,在强烈塑性变形作用下接头各区域表层晶粒尺寸均细化到纳米尺度。焊接接头三个区域的表面层硬度一致,且高于高能喷丸处理前试样的硬度;残余应力测试表明,经高能喷丸处理后焊接接头表层各区域均为残余压应力,高能喷丸实现了焊接接头表层组织和性能的均一化。     

医用钛合金表面纳米化组织与性能研究

针对近β型TLM钛合金试样表面进行了不同时间的高能喷丸处理,采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及显微硬度仪等对不同喷丸处理后的试样进行了组织观察和性能测试。研究发现,在喷丸的近表层发生了纳米化,形成了一定厚度的纳米晶层。喷丸处理时间越长,最表层的平均晶粒尺寸越小,晶粒尺寸沿着厚度方向有梯度变化,距喷丸表面越远,晶粒尺寸就会越大。同时纳米晶层的显微硬度相对于基体组织有大幅提高,显微硬度距表面距离越远,显微硬度越低,硬度的提升主要是由于表面晶粒细晶强化的作用所致。     

钛合金表面高能喷丸纳米化后的组织与性能

通过光镜、扫描电镜、硬度仪和透射电镜对TC4钛合金表面高能喷丸纳米化后的金相组织、晶粒尺寸、显微硬度进行测试分析。结果表明,处理后材料表面平均晶粒尺寸达到了纳米量级;在横截面上沿深度方向的晶粒细化程度逐渐减小;随距被处理表面距离增加,硬度增加程度越来越小;随处理时间延长,表面硬度有增加的趋势。并对其纳米化机理进行了讨论。     

高能喷丸后TC4合金表面组织性能研究

利用高能振动喷丸法对TC4钛合金进行了表面细化的研究。用光镜、扫描电镜、透射电镜和硬度计等手段分析并研究其表层变形层金相组织、晶粒尺寸及显微硬度。结果表明,TC4钛合金经高能喷丸处理后,材料表面形成一定厚度的细化晶粒组织,且喷丸强度越高,表层平均晶粒尺寸越细、形变层越深;高能喷丸处理后,随距被处理表面距离增加,硬度增加程度越来越小,随喷丸时间延长表面硬度有增加趋势。     

纯钛高能喷丸表面纳米化后粗糙度的分析

通过高能喷丸方法（HSP）使工业纯钛获得约60μm的表面纳米层，并通过表面形貌仪对喷丸后表面粗糙度进行了测量，结果表明，纯钛表面HSP处理后，表面粗糙度增大，喷丸10min时粗糙度达到最大值，继续喷丸粗糙度降低，喷丸60min时粗糙度趋于稳定。喷丸时间60min时表面粗糙度对其疲劳性能的影响最小，表面纳米化效果最佳。     

工业纯钛焊接接头的表面纳米化及其性能

利用表面机械研磨法对工业纯钛焊接接头的表面进行处理，通过X射线衍射及透射电镜分析，表明经处理后的工业纯钛焊接接头表面晶粒尺寸达到了50nm左右，纳米化深度约30～40μm。显微硬度试验结果表明，经处理后样品表面的硬度有很大提高，焊缝和热影响区的硬度趋于一致。腐蚀试验证明工业纯钛焊接接头经表面纳米化处理，其耐盐酸腐蚀性能有所提高。     

高能喷丸时间对TC4疲劳性能的影响

采用离心式喷丸机对TC4圆棒试样进行高能喷丸表面纳米化,研究了TC4表面纳米化及其对疲劳性能的影响,并进行了旋转弯曲疲劳试验;同时,通过SEM观察、硬度测试和XRD分析等对高能喷丸工艺提高疲劳极限的效果、表面损伤的影响等进行了分析.结果表明:采用离心式喷丸机进行高能喷丸使TC4材料的表面晶粒细化到18～22nm,并有效地提高了其疲劳极限;随喷丸时间延长,晶粒尺寸进一步减小,但表层损伤程度加大,如何降低表面损伤,是高能喷丸提高疲劳极限的关键因素.     

高能喷丸法实现工业纯铁表面自纳米化

运用高能喷丸法(HESP)在工业纯铁表面获得一定厚度的自纳米化层,通过金相显微镜观察、SEM分析、显微硬度测试以及XRD分析对自纳米化层的组织结构与性能进行了表征,重点对自纳米化层厚度、显微硬度分布与喷丸工艺参数之间的关系进行了分析研究.结果表明,采用0.5 MPa喷丸压力,喷丸5 min,即可在工业纯铁表层得到平均晶粒尺寸为58.5 nm,厚度为127 μm的自纳米化层.喷丸时间对自纳米化层厚度和晶粒大小的影响大于喷丸压力的影响.在不低于0.5 MPa喷丸压力下,只要保持足够的喷丸时间都可实现工业纯铁表面自纳米化.而在0.6 MPa的喷丸压力下,喷丸14 min可获得最大厚度为148 μm的自纳米化层.工业纯铁自纳米化层的显微硬度呈梯度变化,随着距表面距离的增加而连续降低.     

纳米压痕法分析ECAP变形工业纯钛的力学性能

采用等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)技术制备了不同晶粒尺寸的超细晶工业纯钛,通过纳米压痕测试技术对ECAP变形工业纯钛的力学性能进行研究,讨论了加载应变速率和晶粒尺寸对工业纯钛硬度测试结果的影响,进一步分析了ECAP变形工业纯钛的应变硬化能力和残余应力。结果表明:随着加载应变速率的增大和晶粒尺寸的减小,工业纯钛的硬度值增加。硬度-位移曲线表现出具有硬化效应的压痕尺寸效应(Indentation Size Effect,ISE)。纳米压痕形貌表明:ECAP变形工业纯钛的应变硬化能力降低,存在残余压应力。     

纯铁表面喷丸处理对镍扩散性能的影响

采用高能喷丸(HESP)对纯铁棒样端面进行了表面自纳米化(SSNC)处理,通过金相显微镜、扫描电子显微镜及x射线衍射对表面变形层厚度、晶粒度及硬度等进行了表征;然后在Gleeble 1500型热模拟试验机上实现镍箔在纯铁表面的渗入,并利用扫描电子显微镜对扩散的效果进行了比较分析.结果表明,工业纯铁经喷丸处理,表面晶粒得...     

SS400钢焊接接头表层组织纳米均一化及硬度均一化处理

采用高能喷丸技术以SS400钢焊接接头的表面层进行处理。利用XRD,TEM,SEM对处理后的表面层进行结构表征,同时测量了高能喷丸引起的硬度变化。结果表明,高能喷丸处理可使焊接接头的表面层形成尺寸均匀、取向随机分布的纳米晶;焊接接头三个区域的纳米层硬度一致,且远高于高能喷丸处理前样品的硬度,实现了SS400钢焊接接头区表层组织纳米均一化和硬度均一化。表面纳米化对材料表面的强化有着重要的贡献。     

ST12钢高能喷丸后表面等离子渗钛

采用高能喷丸方法,在ST12钢表面获得一定厚度的纳米晶层。喷丸处理后的样品在温度500℃,保温时间为3 h下进行等离子渗钛处理,可以获得一定厚度的渗钛层。运用光学显微镜,扫描电镜,X射线衍射分析和电化学测试系统等测试技术对纳米晶层、渗钛层的组织结构、显微硬度与耐腐蚀性等进行了研究。结果表明,采用高能喷丸法,在ST12钢表面获得一定厚度的纳米晶层。高能喷丸处理可以显著地降低等离子渗钛的温度。渗钛处理后的ST12钢,其显微硬度和耐腐蚀性能得到了提高。     

SS400钢对接接头表面纳米化及其对疲劳强度的影响

采用高能喷丸技术对SS4 0 0钢对接接头的表面进行处理 ,利用X射线衍射和透射电镜对表层进行结构表征 ,并测量了对接接头表层硬度、残余应力和疲劳强度的变化。结果表明 ,高能喷丸处理可以在对接接头的表面形成尺寸均匀、晶粒取向呈随机分布的纳米晶组织 ,从而消除了对接接头表层组织的不均匀性 ;纳米结构表层的硬度明显高于心部 ,其内部残余应力为压应力。这种压应力纳米强化层可以明显地提高对接接头的疲劳性能。     

文摘辑要

正纯钛空化水喷丸表面强化及空蚀损伤采用空化水喷丸技术对工业纯钛表面进行强化处理,研究表面强化机理及空蚀过程。通过显微硬度仪、光学显微镜对空化水喷丸后试样的表面硬度、显微组织、表面形貌和面粗糙度进行分析。结果表明:具有密排六方结构的纯钛经过水喷丸处理后,试样表面强化层有大量的变形孪晶和次生孪晶。试样表面硬度最大可提高118 HV,而表面粗糙度Ra仅为2.1μm,这说明空化水喷丸对纯钛表面的强化效果显著,而且表面损伤较小。在30 MPa水喷丸压力下,纯钛水喷丸最佳时间为80 min,强化效果最好。水喷丸后试样的强化表面可分为A、B、C 3个区域。A区表面空蚀最严重,空蚀坑小而密集,     

Zr-4合金表面变形纳米结构TEM研究

利用透射电镜对Zr-4合金表面进行高能喷丸处理所致纳米结构的微观组织演变特征进行了研究.结果表明,经过喷丸处理变形后,Zr-4合金表面形成一层平均晶粒尺寸为几纳米至十几纳米的致密纳米层,随着离表面距离的增加,晶粒尺寸也不断增加.通过对Zr-4合金的变形行为以及微观结构组织演变的观察和分析,探讨了纳米晶的形成机制.