P92钢表层纳米组织的热稳定性

本文通过表面纳米化处理(SMAT)在P92钢表层中形成纳米组织结构,研究了回火温度对表层纳米组织演化行为和析出行为的影响.结果表明:淬火态和回火态P92钢组织经过SMAT处理后沿深度方向依次是纳米层、剧烈变形层、最终过渡到正常组织.随后分别研究了淬火和回火态SMAT试样经不同温度回火后微观组织的再结晶及长大行为.经SMAT处理的铁素体纳米晶粒在550℃时仍能保持较好的纳米结构,甚至高达650℃时表层晶粒仍为纳米晶,当温度超过760℃时表层组织发生显著的再结晶和晶粒长大现象.纳米晶界能抑制淬火态P92钢在较低温度回火时M23C6碳化物的析出.纳米组织提高了高温回火过程中合金元素在铁素体中的扩散速率,加速了M23C6碳化物的长大过程.不同温度回火过程中SMAT纳米层中析出行为的变化将在本文中详细描述.     

表面纳米化对316L不锈钢性能的影响

对316L不锈钢进行表面机械研磨处理(SMAT),研究表面组织变化对其硬度和在0.5 mol/LNaCl介质中腐蚀性能的影响.结果表明:通过SMAT可以在316L不锈钢表面制备出纳米结构层,随着处理时间的增加,表面纳米晶组织逐渐由单一的奥氏体相过渡到奥氏体与马氏体两相共存;表面纳米化和马氏体相变能够明显地提高316L不锈钢的表层硬度,使表面粗糙度略有下降;表面机械研磨处理降低了316L不锈钢在0.5mol/L NaCl腐蚀介质中的耐蚀性能.因为316L不锈钢表面纳米晶组织容易钝化,形成的钝化膜不稳定,提高了溶解速度.     

Mo离子注入对纯铜表面纳米层稳定性的影响

采用表面机械研磨处理(SMAT)对纯铜进行表面改性,通过金属蒸汽真空弧离子注入技术在纳米表层注入Mo离子。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射分析仪(XRD)和扫描电镜(SEM)观察SMAT处理效果,表面存在纳米层和变形层,通过原子力显微镜(AFM)表征纳米层的晶粒尺寸。结果表明:晶粒尺寸得到了显著的抑制,表面纳米层的晶粒在退火后长大到163nm,而注入了Mo离子的只长大到72nm。此外,SMAT并离子注入后材料表面的硬度仅达到SMAT试样的3.5倍,是纯Cu基体硬度的7倍左右。Mo离子的分散和由SMAT及离子注入引入晶体缺陷的反应促使了这些优化现象的产生。     

X80管线钢焊接接头表面自身纳米化

采用表面机械研磨(SMAT)技术对X80管线钢的焊接接头进行了表面自身纳米化处理,利用金相显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射技术(XRD)研究了表面自身纳米化处理后试样表面微观结构的变化。结果表明:经SMAT处理后,可以在X80管线钢的焊接接头表面形成一定厚度的等轴、取向随机的纳米晶粒;随距处理表面深度的增加,晶粒尺寸逐渐增大;SMAT处理时间的进一步延长对表层晶粒尺寸影响不大;SMAT处理可以实现X80管线钢的焊接接头组织的连续化和均匀化。     

表面纳米化与离子渗氮对304不锈钢的影响

为解决304不锈钢硬度低、耐磨性差的问题,本文采用预先表面纳米化,温度400、450℃,保温时间4、6 h,氮氢比1∶3的离子渗氮工艺对试样进行处理,研究纳米化以及渗氮工艺对304不锈钢渗氮层形貌和深度、硬度以及摩擦磨损性能的影响.利用金相显微镜、电子探针显微分析仪(EPMA)、能谱仪(EDS)、显微硬度计和磨损试验机对样品的显微组织、微观形貌、硬度及耐磨性进行了表征.结果表明:304不锈钢经表面纳米化与离子渗氮工艺处理后,渗氮层为0.1～0.2 mm,表面硬度约为1 200 HV0.1,比基体硬度提高了6～7倍,耐磨性也大大增强;但渗氮温度越高,保温时间越长,材料表面耐磨性越差.综合各种影响因素得出在本实验条件下最佳处理工艺为:预先表面纳米化,渗氮温度400℃、保温时间6 h.     

表面机械研磨处理5182铝合金的组织和力学性能研究

5182铝合金经过表面机械研磨处理(SMAT),可以克服铝合金表面性能的不足,提高铝合金材料整体性能,延长使用寿命。采用X-射线衍射仪(XRD)及显微硬度、单轴拉伸等测试方法,研究了使用表面机械研磨处理后5182铝合金的显微组织和力学性能特征。经过SMAT处理后的5182铝合金,其表面晶粒细化至纳米级,且沿试样表面到芯部方向形成纳米梯度结构;其板材的整体硬度都有一定的提高,且沿板材试样表面到芯部方向形成了梯度下降的状态;随着表面机械研磨处理时间的增加,5182铝合金的抗拉强度和屈服强度强度也随之提升,但在一定程度上牺牲了合金的塑性。     

强流脉冲电子束对4Cr13不锈钢的表面改性

为了改善4Cr13不锈钢的表面强度和耐磨性,对其进行了强流脉冲电子束表面辐照处理,研究了该处理对4Cr13的形貌、相结构、显微硬度及耐磨性能的影响。结果表明：电子束处理后,不锈钢表面出现多种形态的熔坑,20次脉冲处理时熔坑边缘出现了大量的变形孪晶;脉冲电子柬处理使不锈钢发生了由α相向γ相的转变,表层晶粒细化至纳米尺度;...     

热变形对316LN奥氏体不锈钢微观组织和力学性能的影响

利用Gleeble-1500热模拟试验机、光学显微镜、显微硬度计和纳米力学探针仪研究了温度、变形量和变形道次对316LN不锈钢组织和性能的影响。结果表明,试样3个变形区域的组织和显微硬度差距很大,难变形区变化最小,心部区域变化最大。统计分析不同试样的心部区域可知,大的变形量能得到细的晶粒和较高的显微硬度;高的变形温度能使材料充分再结晶;多道次变形后,试样的晶粒均匀性和圆整性得到改善;变形量为0.6时,1000℃下大变形后材料的纳米硬度和弹性模量高于原始材料,1200℃下则相反。     

Q235表面预处理中温渗碳特性

将Q235表面脱碳处理后,进行氧化还原处理,对其表面进行SEM观测,在处理试样的表面出现亚微米晶粒及在晶粒中存在纳米层状结构。在滴注式渗碳炉中,在750℃温度中进行不同时长的渗碳,升温至900℃保温5 min后淬火。测量显微硬度,用SEM、金相显微镜进行组织观察,测量渗碳厚度。结果表明,表面预处理对渗碳有明显的加速作用。     

表面纳米化38CrMoAl钢的低温离子氮碳共渗

采用表面机械研磨处理（SMAT）技术实现了38CrMoAl钢的表面纳米化,并对表面纳米化后的样品进行了490℃离子氮碳共渗。采用扫描电镜、X-衍射、透射电镜、显微硬度仪等分析和测试手段,对处理后的样品进行观察分析及性能测试。结果表明：经SMAT处理的样品实现了低温离子氮碳共渗,渗层中渗入较多的氮、碳原子,并析出大量细小的高硬度化合物,获得了较好的硬度分布。     

工艺参数对Ni-W-P-CeO2-SiO2纳米复合薄膜材料微观组织及性能的影响

通过Ni,W,P和CeO2,SiO2纳米颗粒的脉冲共沉积,在普通碳钢表面制备了Ni-W-P-CeO2-SiO2纳米复合薄膜材料,研究了电解液pH值和电解液温度对纳米复合薄膜材料电沉积过程的影响,采用化学组成、沉积速率、显微硬度和微观组织进行表征.结果表明:增加电解液pH值和电解液温度,纳米复合材料晶粒得到细化,沉积速率和显微硬度增加.当电解液pH值为5.5、电解液温度为60℃时,纳米复合薄膜材料晶粒细小,沉积速率最快,为28.87μm/h,显微硬度最高,为Hv673,若继续增加电解液pH值和电解液温度,沉积速率和显微硬度又开始降低.     

表面机械研磨处理对N80套管钢低温渗铝层的影响

通过表面机械研磨处理(SMAT),采用低温渗铝剂在470℃的相对低温下对N80套管钢进行2h粉末包埋渗铝.分别采用金相显微镜、显微硬度仪、扫描电镜、能谱仪等分析了SMAT对N80套管钢金相组织、渗铝层微观结构和断面元素分布、渗铝套管钢的显微硬度及表面腐蚀形貌的影响.结果表明SMAT90min后,可以在N80套管钢表面形...     

超声冲击对TC4钛合金组织和性能的影响

对TC4钛合金试样表面进行超声冲击强化处理。利用维氏显微硬度仪测量冲击后沿截面方向硬度分布,利用扫描电子显微镜观察经超声冲击后组织变化,利用X射线衍射仪测定冲击后表层晶粒尺寸和微观应变。试验结果表明,经超声冲击后,TC4钛合金的组织和力学性能发生了显著变化。随着冲击功率的增大．显微硬度显著提高,表层晶粒细化并产生一定数值的微观应变。     

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。     

超低温轧制304奥氏体不锈钢马氏体逆相变及组织表征

目的 研究超低温轧制（Cryogenic Rolling,CR）亚稳态奥氏体不锈钢在不同退火温度下马氏体逆相变、组织演变及力学性能的变化规律。方法 首先,对实验原料304奥氏体不锈钢进行1 050℃保温30 min的固溶处理;其次,对实验钢进行总压下量为65%的超低温轧制,并在600～750℃下进行5 min退火处理;最后,对退火处理后的实验钢进行组织表征和力学性能测试,研究退火过程中组织演变及力学性能变化规律。结果 经总压下量65%超低温轧制后,实验钢组织中的奥氏体可全部转变为马氏体。随退火温度的升高,发生逆相变的奥氏体含量增加,组织由回复组织逐渐向再结晶组织演变。当退火温度为750℃时,晶粒尺寸约为420 nm。经退火处理后,实验钢硬度由超低温轧制态的566.2HV10降至750℃时的378.1HV10,屈服强度较固溶态的大幅度提高。经750℃退火处理5min后,实验钢可获得抗拉强度896.5MPa、延伸率52.7%、强塑积47.2 GPa·%的优异综合力学性能。结论 经超低温轧制及退火处理后,304奥氏体不锈钢可获得晶粒尺寸<500 nm的亚微米/纳米组织,经700℃以上退...     

淬火温度对Al_(0.5)CoCrFeNiSi_(0.2)高熵合金组织结构的影响

采用真空电弧熔炼的方法制备了高熵合金Al0.5CoCrFeNiSi0.2。对其进行600℃到1100℃保温10h后淬水的淬火处理。通过金相显微镜、扫描电镜及附带的能谱仪、X射线衍射仪和透射电镜观察分析合金的组织结构。用显微硬度计测定合金的显微硬度。结果表明:铸态和淬火态的合金组织均呈典型的枝晶形貌,枝晶含有非晶相和纳米级颗粒。在淬火加热温度低于800℃时,随着淬火温度升高,晶粒细化、fcc相含量减少,硬度随淬火温度的升高而提高;当温度升高至900℃后,枝晶相长大,fcc相含量增加,大块枝晶中析出一种富含Al、Ni的θ相,硬度下降。     

0Cr18Ni9Ti钢焊接接头表面纳米化及接头抗H2S应力腐蚀性能的研究

为了提高不锈钢焊接接头的组织均匀性及其抗H2S应力腐蚀性能,采用超音速颗粒轰击(Supersonic Particles Bombarding缩写为(SSPB))技术对0Cr18Ni9Ti不锈钢焊接接头表面进行处理,利用金相显微镜和透射电镜对材料表面的微观组织进行了分析.利用X射线应力衍射仪对纳米化后的式样进行残余应力分析,抗硫化氢应力腐蚀试验按照GB4157-84标准执行.结果表明,经超音速颗粒轰击处理可以使样品表层晶粒细化至纳米量级,表层晶粒尺寸平均为10.4 nm,而且表层组织得到均一化.试验证实抗H2S应力腐蚀性能得到显著提高.     

强流脉冲电子束辐照YG10硬质合金表层组织及磨损性能研究

利用强流脉冲电子束(HCPEB)进行YG10硬质合金表面辐照处理。通过金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射方法分析表层显微组织演变,并测量样品表面显微硬度和磨损性能变化规律。分析表明,HCPEB辐照引发YG10样品表层快速熔凝,原始微米尺寸的WC晶粒转变为纳米细化组织,Co粘结相消失,表面产生网状微裂纹,改性层(厚度约1.5μm)中的WC逐步转化为WC_(1-x)相,同时伴随纳米碳粒子、W_2C相的析出和重新分布过程。样品表面显微硬度随脉冲次数增加呈线性提高,由原始的1735.8 Hv增加到35次脉冲的3128.5 Hv。6次脉冲处理样品的耐磨性能最佳,磨损率降为原始样品的40%,表层纳米细化组织和弥散碳粒子析出是耐磨性能改善的主要原因。     

316L不锈钢在表面机械滚压处理时的形变诱导马氏体相变和组织细化过程

采用表面机械滚压处理(SMRT)在316L不锈钢表面制备出梯度纳米结构(GNS)表层,研究了SMRT对GNS表层中的相组成和微观组织演变的影响机制。结果表明:经SMRT后316L不锈钢表层的奥氏体相发生形变诱导马氏体相变,且马氏体含量随着SMRT压下量的增大而增多;微观组织的细化过程先后经历了高密度位错生成和交互作用、形变孪生、形变诱导马氏体相变和马氏体晶粒细化过程,最终在最表层形成以马氏体相为主、晶粒尺寸~55 nm的纳米晶组织。     

喷射电沉积Ni及Ni-ZrO2复合镀层的表面形貌和硬度

采用喷射电沉积技术在45钢基体上制备了Ni及Ni-ZrO2复合镀层,并对各种镀层进行扫描电子显微镜(SEM)表面形貌观察、能谱分析(EDS)、X射线衍射仪(XRD)晶粒尺寸测定以及镀层显微硬度测定。比较了不同电流密度、温度和纳米颗粒浓度对镀层表面形貌和硬度的影响规律。结果表明:电流密度由0.55A/cm2提高到1.00A/cm2后,镀层表面越粗糙,晶粒尺寸由15nm增大到23nm,显微硬度由571HV降低到364HV;温度由20℃升高到50℃后,表面呈现先变粗糙后变平整趋势,且镀层中Ni含量上升,Fe含量下降,镀层硬度由551HV降低到364HV;ZrO2纳米颗粒质量浓度由0g/L提高到25g/L时,表面仍呈现先变平整后变粗糙趋势,镀层晶粒尺寸由22nm降低到13nm,硬度由384HV提高到521HV。