低碳钢表面纳米化处理及结构特征

采用表面机械研磨技术在低碳钢上制备出纳米结构表层，利用X射线衍射和电子显微分析研究表层的结构特征，并对厚度沿厚度方向的变化进行分析，结果表明，经过表面机械研磨处理后，样品表层的晶粒可细化至纳米量级，表面纳米晶层的厚度约为40μm，平均晶粒尺寸由10nm，逐渐增加到100nm，在距表面约40－80μm的深度为亚微晶层，平均晶粒尺寸进一步增至1000nm,与样品的心部相比，表层的硬度显著提高。     

表面机械研磨诱导AISl 304不锈钢表层纳米化I.组织与性能

采用表面机械研磨处理(SMAT)在AISl 304不锈钢上制备出纳米结构表层，研究纳米化行为及其对硬度的影响．结果表明：经过SMAT后，样品表面形成了厚度约为30μm的纳米晶层，显微组织由平均晶粒尺寸约为10nm的单一马氏体相演变为尺寸稍大的双相组织，在距表面30—300μm的范围内，显微组织由以亚微米级的奥氏体多系孪晶为主逐渐演变为单系孪晶．表面纳米化是晶粒碎化与纳米尺度新相形成共同作用的结果．与心部相比，表面硬度显著提高．     

7075-T651铝合金表面纳米化处理及其强化机理

通过表面机械滚压处理(SMRT)方法实现了7075-T651铝合金表面的纳米化。电子背散射衍射(EBSD)研究表明,SMRT后的试样表层形成了梯度纳米层:表层纳米晶粒层厚度约为50μm,平均晶粒尺寸约为200 nm;亚表层变形晶粒层厚度约为450μm,平均晶粒尺寸约为2μm,母材呈现出典型的轧制晶粒特征,平均晶粒尺寸约为5μm。拉伸试验结果表明,SMRT后试样的强度得到了显著提高,塑韧性也没有明显下降。通过SMRT在材料的表层引入了梯度纳米结构,这种特殊结构具有较为优秀的强度和塑性的匹配,是力学性能提升的主要原因。     

Cr-Si合金钢表面纳米层对低温离子渗硫的影响

利用超音速微粒轰击技术在调质处理的Cr-Si合金钢表面制备了厚度约25μm的纳米晶层。透射电镜（TEM）对表面结构的观察表明,最表面层形成了具有随机取向等轴的纳米晶粒,晶粒的平均尺寸约为16nm。对表面纳米化试样进行低温离子渗硫处理,在纳米结构表层形成了厚度约10μm的硫化物固体润滑薄膜。对硫化物层的结构分析结果表明,试样经表面纳米化处理后表面的扩渗性能和化学反应能力明显提高,在硫化物层和基体的界面处出现了厚度约为1-2μm的硫元素的扩渗层。表面纳米化试样表面硫化物的含量明显高于原始试样的硫化物的含量,且硫化物层主要由FeS相所构成,而在原始试样的硫化物层中FeS2的含量相对较高。表面层的晶界体积分数以及原子活性提高是表面纳米化试样表面化学反应能力和扩渗能力提高的主要原因。     

铝合金表面高能喷丸纳米化过程中析出相的返溶

利用HRTEM和TEM研究了Al-Zn-Mg合会高能喷丸表面纳米化过程中微观结构的演变。结果表明，经表面高能喷丸处理，样品表面形成了厚度约20μm的纳米晶层，随温度的增加，平均晶粒尺寸由约20nm逐渐增加到约100nm；随着塑性变形量的增加，η相在纳米晶区内几乎完全返溶，形成晶粒尺寸小于100nm的单相α过饱和固溶体。其原因可能是由于α固溶体的晶粒尺寸超细化而导致固溶度增加。     

表面机械研磨诱导AISI 304不锈钢表层纳米化Ⅰ.组织与性能

采用表面机械研磨处理(SMAT)在AISI 304不锈钢上制备出纳米结构表层,研究纳米化行为及其对硬度的影响.结果表明:经过SMAT后,样品表面形成了厚度约为30μm的纳米晶层,显微组织由平均晶粒尺寸约为10 nm的单一马氏体相演变为尺寸稍大的双相组织;在距表面30-300 μm的范围内,显微组织由以亚微米级的奥氏体多系孪晶为主逐渐演变为单系孪晶.表面纳米化是晶粒碎化与纳米尺度新相形成共同作用的结果.与心部相比,表面硬度显著提高.     

基于表面纳米化技术的2A14铝合金表面强化

采用超音速微粒轰击(SFPB)技术对铝合金2A14进行表面纳米化处理,利用X-射线衍射仪和透射电镜等研究材料表层的组织变化机理。结果表明:材料表面经强烈塑性变形形成30μm厚的纳米层,平均晶粒大小约为30 nm,平均微观应变为0.1294%。观察发现距表面200μm处的应变层存在纳米级位错胞,通过理论分析提出铝合金表面纳米晶层新的形成机理,原始粗晶被快速地一次分割成纳米级位错胞或层状胞块组织,随着胞壁柏氏矢量不断积累,晶粒的取向差不断增大形成纳米级亚晶,通过晶界滑移或晶体转动形成均匀、等轴、随机的纳米晶粒。     

表面机械研磨处理2024铝合金表面纳米晶层和含铁层对摩擦学行为的影响机制研究（英文）

采用表面机械研磨处理技术,选用陶瓷球和钢球作为弹射介质,在2024铝合金表面分别制备出纯净的纳米晶层和含铁纳米晶层。表面机械研磨处理前后2024铝合金摩擦磨损性能在载荷为1.5 N的条件下与直径为5 mm的GCr15钢球对磨进行了研究。结果表明,表面机械研磨处理30 min后,陶瓷球处理铝合金表面纳米晶层平均晶粒尺寸达到49.2 nm,钢球处理铝合金表面纳米晶层平均晶粒尺寸细化到52.1 nm。此外,采用钢球作为弹射介质进行表面机械研磨处理在纳米晶表层引入了厚度约为5μm的含铁层。在晶粒细化、硬度增加和含铁层的润滑作用共同作用下,2024铝合金的耐磨性能得到显著改善。     

铝合金表面纳米化处理及显微结构特征

采用高能喷丸技术在1420铝合金上制备出纳米晶结构表层,利用X射线衍射仪、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:经过表面高能喷丸处理,样品表面形成了厚度约为20μm的纳米晶层,平均晶粒尺寸由约20 nm逐渐增加到约100nm;距表层约20～50 μm为亚微细晶层;表面纳米化的程度与塑性变形量有关;表面纳米化是通过位错滑移的塑性变形方式实现的;与样品的内部相比,表面硬度显著提高.     

7A52铝合金表面纳米晶层的电化学腐蚀性能

采用高速微粒轰击技术对7A52铝合金进行表面纳米化处理,利用OM、XRD和TEM研究了表面纳米晶层的微观结构特征,利用CHI660A型电化学工作站测试了样品表面纳米化处理前后电化学腐蚀性能,利用SEM和EDS分析了表面纳米样品电化学腐蚀机制。结果表明:纳米晶最表层晶粒尺寸约为8～20nm,平均晶粒尺寸约为16nm,表面纳米晶层的厚度为20μm左右;表面纳米晶层自腐蚀电流密度icorr由-4.07E-7A.cm-2变为-9.476E-7A.cm-2,明显降低且晶层无龟裂,表现出优异的耐腐蚀性能。表面纳米晶层耐腐蚀性能明显提高的主要原因是表面纳米化增加了样品表面活性,生成了质量优异的钝化膜。     

枝晶形态逐层引导控制技术

在采用摆动射流电沉积实现枝晶二维可控交织生长的基础上,利用扫描摆动射流电沉积,逐层引导枝晶在扫描方向上交织生长,在不同摆动次数和扫描步进步长时制备三维多孔的金属组织,并对其形态变化进行分析,同时建立枝晶逐层引导生长模型。结果表明:不同摆动次数和步进步长时,枝晶生长形态的变化验证了该枝晶逐层引导生长模型的正确性;摆动次数较小时,相邻枝晶难以对接、交织;摆动次数较大时,相邻枝晶水平交织处的分支较为粗大;随着步进步长的增大,多孔金属组织的孔隙逐渐增大。通过调节各种工艺参数和控制条件,可以方便地实现对多孔金属组织形态的控制。     

Corrosion protection of composite coating combining ceramic layer,copper layer and benzotriazole layer on magnesium alloy

A novel composite coating was fabricated on AZ91 magnesium alloy by applying a composite surface treatment which combined the methods of plasma electrolytic oxidation (PEO) pre-treatment, electroless copper and benzotriazole (BTA) passivation. The cross-section microstructures and chemical compositions of coating were examined using scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy dispersive analysis of X-rays (EDX). Potentiodynamic polarization curves and salt spray tests were employed to evaluate corrosion protection of the coating to substrate in 5% NaCl solution. It is indicated that electroless copper produces a rough interface between the electroless copper layer and the ceramic layer. The corrosion potential shifts to the positive direction significantly and the current density decreases by more than one order of magnitude. There is no visible galvanic corrosion pits on the surface of the composite coating combination of PEO and electroless copper after 168 h neutral salt spray testing. The color of copper after BTA immersion could be held more than 60 d.     

激光熔覆层与等离子喷焊层凝固组织对比及界面特征

通过对气门密封面等离子喷焊基体上进行激光熔覆处理试样的分析,探讨了等离子喷焊层与激光熔覆层的凝固组织特征以及界面区域组织变化.结果表明,在等离子喷焊层基体上生长起来的激光熔覆层的组织更加细小,两层之间呈冶金结合,具有明显的组织遗传性.通过该实验,从微观组织方面证明了对气门密封面进行激光熔覆修复的可行性.     

Fluctuation model of operating mechanism of inhibiting layer: Dynamical structure of layer

A theoretical model of the stable operation of an inhibiting layer on a metal in a corrosive electrolyte is given. The model takes into account the energetic heterogeneity of the surface, which causes fluctuations in the concentration of ionic electrolyte components. The role of fluctuations in the structure of the layer, in which metal ions are involved, is determined. The structure is shown to be dynamic and characterized by certain porosity.     

Thermodynamics of cementite layer formation

The formation of cementite layers upon carburization of iron is described by a thermodynamic approach assuming the establishment of an equilibrium within the carburizing gas atmosphere and between the solid and the gas. Based on that, the suppression of soot formation by adding ammonia to the gas, which has recently been reported in the literature as a kinetically determined surprising phenomenon, can be explained sufficiently well and, hence, proves to be a thermodynamically predictable effect.     

加氢类设备内壁单层堆焊试验研究

简要介绍了通过选用特定的堆焊材料及合理的工艺参数来实现加氢类设备内壁耐腐蚀层单层堆焊的焊接技术。