潘延安
,
付秀丽
,
安增辉
,
谢安冉
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.11.010
在工件表面覆盖一层梯度纳米结构提高其硬度、抗疲劳强度、抗腐蚀强度等服役性能,已成为一种重要的表面强化技术. 塑性变形是表面梯度纳米结构形成的一种有效途径,而切削加工作为一种典型的塑性变形过程(应变可达13,应变率可达106 s-1 )满足了这一要求. 对国内外相关研究成果进行梳理,从切削加工制备梯度纳米结构的理论基础入手,通过阐明塑性变形-应变、应变率-位错等之间的关系,描述切削过程中切削表面与切屑的微观组织演变,并结合有限元仿真分析和切削加工实验对切削加工过程中制备梯度纳米结构的可行性进行分析. 具体阐述了切削制备技术的特点与优势,如缩短工件生产周期,降低生产成本,提高加工效率,拓展加工范围等;提出切削制备梯度纳米结构所面临的一些基础性难题,例如,晶粒细化机理和微观组织演变过程存在争议,切削过程中切削热引起再结晶问题,形成的梯度纳米结构难以达到服役要求等. 最后,对切削制备技术发展过程中所要突破的关键技术及未来应用前景进行了展望.
关键词:
切削表面
,
梯度纳米结构
,
晶粒细化
,
应变
,
应变率
,
塑性变形
,
服役性能
许久凌
,
黄海威
,
赵明纯
,
王镇波
,
卢柯
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2015.191
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.
关键词:
金属材料
,
纳米材料
,
表面机械滚压处理
,
梯度纳米结构
,
316L不锈钢
,
形变诱导马氏体相变
黄海威
,
王镇波
,
刘莉
,
雍兴平
,
卢柯
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00556
采用表面机械滚压处理(SMRT)在Z5CND16-4马氏体不锈钢上制备出梯度纳米结构(GNS)表层.利用SEM和TEM研究了GNS表层的组织特点.结果表明:晶粒尺寸随深度的增大由最表层的25 nm逐渐增加到基体的原始尺寸,整个组织细化层的厚度约为150 μm.对比研究了SMRT样品与原始样品在3.5％NaC1(质量分数)水溶液中的电化学腐蚀行为,发现点蚀击破电位由原始样品的0.179 V提高到0.313 V,自腐蚀电位也有所提高.分析表明,GNS表层中晶粒尺寸纳米化、组织均匀性提高、残余压应力的产生以及表面光洁度的提高有利于其耐点蚀能力的提高.
关键词:
纳米材料
,
梯度纳米结构
,
表面机械滚压处理
,
马氏体不锈钢
,
点蚀
杨建海
,
张玉祥
,
葛利玲
,
陈家照
,
张鑫
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00102
采用超音速微粒轰击(SFPB)和表面机械滚压处理(SMRT)相结合的混合表面纳米化方法,在2A14铝合金上制备出梯度纳米结构(GNS)表层,对比研究了原始样品和常温空气及低温液氮环境下混合表面纳米化样品在3.5％NaCl水溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明:经混合表面纳米化处理后,2A14铝合金晶粒尺寸由最表层约30 nm逐渐增大到基体的原始尺寸,塑性变形层厚度约130 μm,表面粗糙度见约为0.6 μm,表面微小裂纹消失.与原始样品相比,经过SFPB处理的样品耐点蚀能力没有得到提高,混合表面纳米化样品的耐点蚀能力得到提高,其中常温空气环境下样品的自腐蚀电位和点蚀击破电位分别由-1.01228和-0.29666 V升高到-0.67445和0.026760V,耐点蚀能力最强.分析表明,表层晶粒尺寸纳米化、晶界显著增多、残余压应力以及表面粗糙度的改善有利于提高样品的耐点蚀性能.
关键词:
铝合金
,
混合表面纳米化
,
梯度纳米结构
,
耐点蚀性能
