脉冲加压镍原子在纳米晶铁中扩散行为研究

利用高能喷丸技术实现电工纯铁表面自纳米化,通过X射线衍射分析对表面变形层晶粒度进行表征;然后在Gleeble 1500型热模拟试验机上进行Ni的扩渗;利用扫描电子显微镜作能谱分析,对常规粗晶和纳米晶试样的扩散效果进行分析。结果表明,电工纯铁经喷丸处理,表面得到了纳米结构层;Ni在纳米晶中的扩散系数比同等条件下常规粗晶试样高1倍。     

镍在自纳米化纯铁表面的扩散系数研究

采用高能喷丸对工业纯铁棒材端面进行了表面自纳米化处理,在处理表面以下一定厚度内形成了纳米晶组织.采用自纳米化纯铁和未自纳米化纯铁端面对接中间夹Ni箔的方法,利用脉冲加压的方式在850℃实现了Ni向纯铁的扩散,用能谱仪(EDS)测试出扩散界面两侧一定范围内Ni原子的扩散浓度,计算了Ni原子在两侧纯铁表面扩散层中的扩散系数.结果表明.工业纯铁经表面自纳米化处理后,在短时间内明显提高了Ni原子的扩散系数.     

工业纯铁自纳米化组织的EBSD分析

运用高能喷丸技术实现了工业纯铁表面自纳米化,利用电子背散射衍射（ElectronBackscatteredDiffraction,EBSD）对自纳米化组织的结构特征进行了分析,在此基础上探讨了工业纯铁自纳米化机理。结果表明,工业纯铁自纳米化组织由三个典型区域组成,分别含有大量残存住错,大角度晶界及大量小角度晶界。自纳米化组织含有再结晶织构和形变织构,但由于晶粒取向差不同,变形难易程度不同导致两种织构的比例不同。位错运动、晶粒取向差不同导致变形不同步及发生再结晶是工业纯铁表面自纳米化过程中晶粒细化的主要原因。     

高能喷丸对AZ31镁合金耐腐蚀性及硬度的影响

采用高能喷丸对AZ31镁合金棒材端面进行表面自纳米化处理,利用失重法研究了AZ31镁合金喷丸试样和未喷丸试样在中性5%NaCl溶液中的腐蚀行为。利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色谱仪(EDS)对塑性变形层腐蚀后的表面形貌、元素分布进行了表征,利用微观硬度计测试了由喷丸表面到基体的硬度变化。结果表明,喷完后AZ31镁合金试样的腐蚀速率明显大于未喷丸的试样,随着腐蚀时间的延长,喷丸试样的腐蚀率急剧减小,然后缓慢降低,在喷丸表面形成了1层厚度约150μm的塑性变形区,在喷丸表面有裂纹存在。晶粒细化显著提高了母材表面的微观硬度,喷丸表面的微观硬度最高达到135HV,是母材的2倍多。     

医用金属材料表面自身纳米化研究进展

表面纳米化是提高医用金属材料表面耐磨性能、力学性能的有效手段,并可改善医用金属材料的生物学性能。本文介绍了滑动摩擦处理(SFT)、表面机械研磨处理(SMAT)、严重喷丸(SSP)三种常用医用金属材料表面纳米晶制备方法的原理和技术方法,并分别综述了上述三种表面纳米技术在医用金属材料领域的研究进展,重点阐述了表面纳米化医用金属材料的力学性能和生物学性能变化,最后介绍了滑动摩擦处理(SFT)、表面机械研磨处理(SMAT)、严重喷丸(SSP)三种表面纳米化技术目前存在的不足和未来研究方向,指出具有适宜纳米层深度、广泛的适应能力和较高的纳米化效率是表面纳米化技术的重要研究方向之一,同时表面纳米化制备工艺参数以及材料的组织、结构和性能对纳米化行为的影响,以及表面纳米化医用金属材料物化性能和生物学性能的变化规律及其微观机理还需要进一步的研究。     

复合喷丸提高等轴状TC4钛合金的疲劳性能

首先对等轴状TC4钛合金疲劳试样表面进行了不同时间的高能喷丸,制备出一定深度的纳米表层,然后采用小尺寸弹丸进行表面损伤修复喷丸,提高纳米表层质量,最后对不同喷丸状态的试样进行了疲劳试验。结果表明:复合喷丸使等轴状TC4钛合金的疲劳强度相比未喷丸状态提高了34%,在单纯高能喷丸纳米化方法的基础上进一步提高了12%;高能喷丸在试样表面形成的损伤阻碍了表层纳米化提高疲劳强度的效果,通过修复喷丸可以修复部分高能喷丸损伤。     

喷丸强化对7050铝合金微观组织和耐磨性的影响

目前,有关增压喷丸对7050铝合金耐磨性能的影响研究鲜见报道。通过增压喷丸方式在7050铝合金表面制备纳米晶层;用X射线衍射仪、光学显微镜、透射电镜观察并分析了纳米晶层的组织结构,统计了晶粒尺寸大小和变形层的厚度;通过维式硬度计测量了样品喷丸前、后的显微硬度;采用钻盲孔法测试了残余应力的分布;在油润滑条件下对喷丸前、后样品进行了摩擦磨损试验,通过磨损失重和形貌对比分析了耐磨性能。结果表明:增压喷丸使7050铝合表面发生严重的塑性变形,变形层平均厚度约为140μm,表层纳米晶粒平均尺寸约为80 nm,硬度比基体提高了1.38倍,耐磨损性提高了1倍以上。试样表面经增压喷丸撞击产生的塑性变形引起的晶粒细化以及加工硬化现象的共同作用,是其显微硬度和耐磨性能提高的主要原因。     

3Cr2W8V钢表面纳米化处理微观组织及力学性能研究

利用旋转加速喷丸工艺(Rotational Assisted Shot Peening,RASP)对3Cr2W8V热作模具钢进行表面纳米化处理,采用光学显微镜、透射电镜、显微硬度计等分析测试手段对表面纳米化处理前后试样的微观组织及力学性能的变化进行研究。研究结果表明,经RASP处理后,3Cr2W8V钢的表面形成了纳米晶层,且自表面向心部呈晶粒尺寸梯度分布。与RASP处理前相比,处理后3Cr2W8V钢的表层硬度有了明显的提高。     

高能喷丸处理对7A52铝合金表面微观组织结构及性能的影响

随着金属表面自纳米化技术的不断发展,金属材料的表面性能得到了明显提升。通过SEM、EBSD、TEM和HRTEM等分析测试手段,对高能喷丸处理后的7A52铝合金表面纳米化机理进行了分析。结果表明,随喷丸时间的延长铝合金表面硬度显著增大,当喷丸时间为50min时,表面硬度约为270HV,与基体相比提高了近1.5倍。此时铝合金外表面均匀分布着平均晶粒尺寸约为14.16nm的等轴晶,距表面约60μm处分布着以小角度晶界为主的微米级亚晶。7A52铝合金表面纳米级晶粒的形成机理主要是:晶粒变形使晶内逐渐形成高浓度位错,位错的缠绕、塞积对基体晶粒进行了初步分割细化,在往复载荷的作用下最终在表面形成了等轴的随机取向分布的纳米级晶粒。     

塑性变形诱发表面自纳米化的研究及其应用

详细介绍了强烈塑性变形诱发表面自纳米化的研究进展,即形变诱发表面自纳米化的方法与设备、表面自纳米化层的结构及其表征、形变诱发表面自纳米化的机理及其相关应用,并展望了形变诱发表面自纳米化的研究与应用.