马世宁
,
巴德玛
材料热处理学报
利用表面机械加工法在具有回火索氏体组织的38CrSi合金钢表面制备了纳米结构层,利用X射线衍射和透射电镜等分析技术,对距表面不同深度处渗碳体相的微观结构特征及物相组成进行研究,分析38CrSi合金钢表面纳米化过程中渗碳体相的细化过程.结果表明,铁素体基体细化过程中,渗碳体颗粒在切变力作用下形成细小颗粒的同时还发生了溶解.在应变量和应变速度较高的最表面,渗碳体颗粒溶解较严重,分析表明高密度位错产生的高界面能、应力集中以及能量波动是使得渗碳体颗粒发生切变和溶解主要原因.
关键词:
38CrSi合金钢
,
表面纳米化
,
渗碳体相
,
细化机理
巴德玛
,
马世宁
,
李长青
,
李新
,
胡春华
材料热处理学报
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.
关键词:
Cr-Si合金钢
,
表面纳米化
,
低温离子渗硫
,
硫化物层
,
扩渗性能
巴德玛
,
马世宁
,
李长青
,
熊天英
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.12.001
采用超音速微粒轰击技术(Supersonic Fine Particles Bombarding,SFPB)对调质态合金钢38CrSi进行表面纳米化处理;利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等分析技术研究不同工艺条件下表面纳米化层的微观组织结构特征.结果表明:经SFPB处理后,材料表层组织严重细化,并形成了纳米结构层(晶粒尺寸＜100nm),随处理时间的延长,最表面纳米晶的尺寸变化不大,纳米结构层的厚度有所增加;当处理时间为240s时,在最表面层形成了平均晶粒尺寸约为16nm的具有随机取向的等轴纳米晶.纳米结构层的晶粒尺寸随着距表面距离的增加而增大.在距表面约25μm处,存在着大量的由位错线和高密度的位错缠结分割的胞块,尺寸为80～100nm;分析表明位错运动是表面纳米化的主要原因.
关键词:
超音速微粒轰击技术
,
表面纳米化
,
纳米结构表层
,
38CrSi钢
巴德玛
,
孟凡军
,
孙晓峰
,
刘晓亭
,
李新
材料热处理学报
利用场发射扫描电镜、高分辨透射电镜和表面三维形貌仪对经预压力滚压表面纳米化处理的堆焊层的表面微观结构进行研究.结果表明,用中锰焊丝在Cr-Ni合金钢表面制备堆焊层,经滚压加工后,零件表面粗糙度明显降低,零件表面层形成厚度约10 μm的明显塑性变形层;在最表层形成了平均晶粒尺寸约10 nm的具有随机取向的等轴晶,纳米晶粒的尺寸随距表面距离增加而增大;在距表面为10～15 μm处,存在平均晶粒尺寸约100 nm的等轴晶和具有相近尺寸的胞状结构.预压力滚压加工在提高表面光洁度同时,能够有效地将堆焊层的树枝状晶细化为纳米晶.
关键词:
滚压技术
,
表面纳米化
,
堆焊层
,
微观结构
巴德玛
,
马世宁
,
李长青
,
孟凡军
,
熊天英
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2007.03.012
采用超音速微粒轰击技术(SFPB)对由铁素体和珠光体组成的45钢进行表面纳米化处理,在材料表面制备了纳米结构表层,利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等分析技术研究了表面纳米结构层不同深度的微观组织结构特征.研究表明:经SFPB处理后,材料表层发生了严重的塑性变形,形成了由铁素体和渗碳体组成的纳米结构层;随着处理时间的增加纳米结构层的厚度由几微米增加到15 μm(晶粒尺寸＜100 nm);在材料的最表层形成了晶粒尺寸约15 nm的具有随机取向的等轴晶,纳米晶粒尺寸随着距表面距离的增加增大;在距表面约为15 μm处,存在平均晶粒尺寸约100 nm的等轴晶和具有相近尺寸的胞状结构;在约30 μm处,大量的高密度位错墙分别将铁素体相和珠光体相分割成尺寸在200～500 nm的胞状结构.分析表明45钢表面纳米化主要是位错运动的结果.
关键词:
超音速微粒轰击技术
,
表面纳米化
,
纳米结构表层
,
45钢
巴德玛
,
马世宁
,
李长青
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.08.006
采用超音速微粒轰击技术在Cr-Si合金钢的表面制备了纳米结构层.最表面层的晶粒尺寸约为16nm.利用X射线衍射(XRD)技术和透射电镜(TEM)分析技术对退火后表面纳米晶的结构变化进行分析.结果显示:当温度低于450℃进行退火时,表面纳米晶的尺寸变化不大.当退火温度达到450℃时,表面纳米晶失去稳定急剧长大到100nm左右.分析表明在低于450℃时,Cr-Si合金钢表面纳米晶具有良好的热稳定性,表面纳米晶的本征结构、退火时结构的动态回复以及渗碳体颗粒对晶界运动的阻碍是决定其具有一定的热稳定性的主要因素.
关键词:
Cr-Si合金钢
,
表面纳米化
,
纳米晶
,
热稳定性
巴德玛
,
马世宁
,
何嘉武
功能材料
利用表面机械加工法在经过调质处理的CrSi合金钢表面制备了纳米结构层,利用透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等分析技术对距表面不同深度的微观结构进行分析,研究原始微观结构对晶粒细化过程的影响.结果显示,在细化初期原始的小角度亚晶界被演化为高密度位错墙,长条形亚晶被演化为含有高密度位错的条形位错胞;一些原始的小角度的亚晶界在高密度位错墙处湮灭;在细化过程的早、中期结构尺寸分布不均匀.在最表面层渗碳体颗粒发生切变和溶解,随着渗碳体颗粒的溶解,结构尺寸趋于均匀.分析表明,原始亚结构影响了细化早、中期微观结构的形态.
关键词:
表面纳米化
,
原始微观结构
,
细化过程
,
影响
巴德玛
,
马世宁
,
孟凡军
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.05.026
采用超音速微粒轰击技术在38CrSi合金钢表面制备了厚度约为25μm纳米晶层.利用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对表面结构进行分析.纳米结构层的最表面层的晶粒尺寸约为16nm,晶粒尺寸随着距表面距离的增加而增大.利用纳米压痕仪对表面纳米结构层的力学性能进行研究,结果表明,当表面晶粒尺寸降低到纳米量级时力学性能明显改善,最表面纳米结构层的硬度是基体的2倍左右,并服从Hall-Petch关系;表面纳米结构层的弹性恢复系数明显提高;利用该方法制备的纳米晶对弹性模量的影响较小;对表面纳米化样品进行低温退火处理可使纳米结构层的性能更加稳定.分析表明表面纳米结构层力学性能的改善主要是表面晶粒细化的结果.
关键词:
表面纳米化
,
纳米结构层
,
38CrSi钢
,
力学性能
