表面机械研磨处理后Zr-4合金的组织与性能

利用表面机械研磨处理(SMAT)技术对Zr-4合金进行了表面纳米化处理,用XRD、光学显微镜、表面粗糙度仪对经SMAT不同时间合金表层的物相组成、平均晶粒尺寸、显微组织和表面粗糙度进行了分析,并使用硬度计测试了距表面不同深度处的硬度.结果表明:经SMAT后Zr-4合金表层的物相组成未改变;SMAT 15 min后Zr-4合金表层平均晶粒尺寸达到最小约为20 nm;SMAT后合金表层出现了一定厚度的塑性变形层;SMAT 60 min后合金表层的硬度约为基体硬度的1.3倍,且沿着深度方向逐渐减小;合金表面粗糙度随SMAT时间的延长先增大后减小最后趋于平稳.     

纯铝表面机械研磨纳米化后的显微组织和硬度

对纯铝进行表面机械研磨处理形成纳米层,用XRD、TEM对表面纳米层进行了表征,并对沿深度方向的硬度变化进行分析.结果表明:晶粒细化后的主要微观特征是在原始晶粒内形成位错缠结、位错胞和高密度位错墙;随着应变的增加,这些位错组态逐渐演变成位错胞、亚晶、位错墙-显微带结构和层状胞块结构;随着应变和应变速率的进一步增加,晶粒细化遵循逐渐细分原则,逐渐在表面形成随机取向的纳米晶;与试样心部硬度相比,其表面硬度明显提高.     

高锰钢在喷丸条件下的应变硬化

采用喷丸技术对高锰钢表面喷丸处理,利用透射电子显微镜及高分辨电子显微镜研究由表层沿厚度方向的结构变化特征,并对硬度沿厚度方向的变化进行分析.结果表明:经过表面喷丸处理,样品表面形成了厚度约为20?m的纳米晶层,表面纳米化的程度与塑性变形量有关,喷丸处理高锰钢表层明显强化.随层深减小,硬度急剧增加.高锰钢表层的加工硬化主要是由于晶拉细化,而与相变硬化无关.     

GH4169 高能喷丸表面纳米化的研究

采用GH4169高温舍金进行高能喷丸表面纳米化试验,通过X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、能谱及硬度测试等方法对不同时间喷丸后材料表面晶粒尺寸、形貌以及变形层硬度进行分析.结果表明:喷丸5 min实现表面纳米化,表面晶粒尺寸约为58.25 nm,随着喷丸时间的延长,晶粒逐渐细化,在喷丸30 min时,表层晶粒尺寸约为21.41 nm,强烈变形层深度达到8 μm,表面硬度约为HV480,继续延长时间,表层晶粒尺寸变化不大,在喷丸120 min时,表层晶粒尺寸约为20.27 nm,表面硬度约为HV600,强烈变形层深度达到40 μm.     

7050铝合金的表面增压喷丸纳米化

在普通喷丸设备上加增压罐,采用增压喷丸方法对7050铝合金表面进行喷丸处理;用X射线衍射仪、光学显微镜、透射电镜、选区电子衍射仪等对合金表层结构进行了观察与分析,并用显微硬度计测试了表层的硬度。结果表明:经增压喷丸处理后7050铝合金表层的衍射峰明显宽化,随着处理时间的增加,塑性变形层厚度增加,表层晶粒细化至纳米级,平均晶粒尺寸约为40 nm;纳米化后的合金表层硬度比心部硬度提高了1.5倍,其原因可归结为细晶强化及加工硬化。     

表面机械研磨处理对X80管线钢焊接接头组织与性能的影响

采用表面机械研磨处理(SMAT)技术对X80管线钢焊接接头进行了30,60及90 min表面纳米化处理,分别采用光学显微镜、X射线衍射仪、表面粗糙度仪及显微硬度计等研究了SMAT不同时间后X80管线钢焊接接头的显微组织、晶粒尺寸、表面粗糙度及显微硬度的变化。结果表明:SMAT不同时间后均可在X80管线钢焊接接头表面获得一定厚度的塑性变形层,且随着SMAT时间的延长,塑性变形层厚度逐渐增加,实现了焊接接头的表面纳米化(组织均匀化);SMAT可以显著提高焊接接头表面的显微硬度,使显微硬度沿深度呈梯度分布;SMAT还可改善焊接接头表面粗糙度,随SMAT时间的延长表面粗糙度逐渐减小。     

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面纳米化层的组织和性能

采用高能喷丸对0Cr18Ni9Ti不锈钢棒材端面进行了表面自纳米化处理;利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计对塑性变形层的组织和性能进行了表征。结果表明：在距表面70um左右的范围内形成了100nm以下的等轴纳米晶;从基体到喷丸表面,变形层的显微组织依次为单相奥氏体、奥氏体和马氏体两相共存、单相马氏体;晶粒细化显著提高了塑性变形层的显微硬度。     

滚压诱导纯铜表面梯度纳米结构磨损行为研究

使用自主设计的高效平面滚压刀具对纯铜进行表面制造,利用塑性变形诱导在纯铜表面制备梯度纳米结构;采用金相显微镜、透射电子显微镜等对梯度纳米结构进行表征,量化变形强化层厚度,考察晶粒尺寸分布;对梯度纳米结构的磨损行为进行研究,并解释了相关机理。结果表明,滚压诱导后表层纳米晶粒细化小于20 nm,并随深度逐渐增至基体晶粒尺寸,形成了十分明显的梯度结构,同时具有较为理想的表面粗糙度和截面硬度分布;干摩擦试验表明,低载时梯度纳米结构具有较好抗粘着能力,摩擦性能较好;高载时由于表层纳米结构强烈变形,微碎裂及随后的三体磨损反而降低了摩擦性能。     

16MnR焊接接头高能喷丸表面强化的研究

采用16MnR压力容器钢气体保护焊接头进行高能喷丸表面强化试验,利用金相显微镜、扫描电镜、硬度测试以及X射线衍射等方法对不同时间喷丸处理的表层组织形貌、变形层硬度以及晶粒尺寸进行了分析。结果表明,焊接接头的焊缝、热影响区和母材随着喷丸时间的延长,晶粒逐渐细化,表层硬度和硬化层深度逐渐增加,显微硬度随着距表层深度的增加而降低,当喷丸时间120min时,焊缝、热影响区、母材表层硬度可分别提高240HV、215HV、223HV。喷丸时间继续增加,硬度值增幅不明显。综合喷丸时间对表层组织、硬度和变形层深度的影响,焊接接头各区结果都显示120min喷丸处理的样品强化效果最佳。     

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面纳米化层的组织和性能

采用高能喷丸对0Cr18Ni9Ti不锈钢棒材端面进行了表面自纳米化处理;利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计对塑性变形层的组织和性能进行了表征。结果表明:在距表面70μm左右的范围内形成了100 nm以下的等轴纳米晶;从基体到喷丸表面,变形层的显微组织依次为单相奥氏体、奥氏体和马氏体两相共存、单相马氏体;晶粒细化显著提高了塑性变形层的显微硬度。