表面纳米晶化处理中碳钢的组织与力学性能

采用高能表面处理技术在40Cr钢的表面制备出具有纳米晶体特征的表面层。用扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了表面纳米层的微观结构,并利用纳米压入法测定了表面纳米层的硬度。结果表明,经过高能表面处理后,样品表面层的晶粒细化为纳米晶,平均晶粒尺寸约为11 nm,表面纳米层的硬度明显提高。

钢铁材料表面自身纳米晶化及其应用前景

实现钢铁材料表面自身纳米晶化的主要方法有超声喷丸、高能喷丸和机械研磨处理等。大塑性变形诱发晶粒碎化和应变诱导相变是钢铁表面自身形成纳米晶的主要机制。表面自身纳米晶化能够显著提高钢铁材料的表面强度、硬度、耐磨和耐疲劳性能,在化学热处理和电化学防护方面展示了广阔的应用前景。

医用钛合金表面喷丸后微米压痕研究

采用高能喷丸强化(HESP)对医用钛合金进行了表面处理,并采用SEM、AFM、TEM和微米压痕对处理过程的微观组织演变及其微观力学性能进行了研究。结果表明,经过HESP处理,在材料表面形成了梯度组织,并且材料表面粗糙度随着冲击时间的增加而先增加后降低,逐渐趋于稳定;TEM分析显示材料表面经过处理形成了纳米晶。通过微米压痕分析发现,强化后的样品弹性模量随加工时间的增加而减小,最小值出现在处理60 min的表面位置,约为59.026 GPa,相对于未处理样品下降了15.78%,且随着喷丸时间的增加,屈服强度和应变硬化指数逐渐增加。

无取向硅钢表面纳米结构的渗硅行为

对3%无取向硅钢进行表面机械研磨处理(SMAT),获得表面纳米结构,再进行550～650℃、4h固体粉末渗硅处理,用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究表层组织演变。结果表明:经过SMAT后,3%无取向硅钢表面晶粒尺寸降低至10nm左右,纳米晶层厚度约为20μm。经过550～650℃、4h渗硅处理后,SMAT样品表面形成化合物层,其厚度随着渗硅温度的升高由27μm增加到150μm。化合物层由FeSi和Fe3Si两相组成,其中FeSi相随着渗硅温度的升高而逐渐增加。