表面机械研磨处理工业纯锆的组织和拉伸性能研究

稀有金属, 2013, 37(1): 1-5. doi: 10.3969/j.issn.0258-7076.2013.01.001

表面机械研磨处理工业纯锆的组织和拉伸性能研究

张聪惠 ^1, , 于飞 ^2, , 王耀勉 ^3, , 何晓梅 ^4,

1.西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安 710055

2.西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安 710055

3.西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安 710055

4.西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安 710055

基金项目: 陕西省国际合作基金项目(2012KW-07) 国家自然科学基金项目(51104114)

关键词：工业纯锆 , 表面机械研磨处理 , 拉伸性能 , 晶粒尺寸

Microstructure and Tensile Properties of Industrial Pure Zirconium Processed by Surface Mechanical Attrition Treatment

对退火态工业纯锆试样分别进行了5,15,30和45 min的表面机械研磨处理,利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了试样的微观组织,对其表层晶粒尺寸进行了X射线衍射分析、采用维氏显微硬度仪测量了沿层厚方向的硬度,并进行了室温拉伸性能测试.实验表明,经过表面机械研磨处理,在强烈塑性变形作用下试样表层晶粒尺寸能够细化到纳米尺度,而且随处理时间增加而进一步降低,经过45 min处理后试样表层晶粒尺寸可以达到25 nm左右;处理后在试样的次表层形成了一定深度的变形层,具有较高的孪晶密度,并且变形层厚度随处理时间延长而提高.试样表层形成的纳米结构使其显微硬度获得了显著提高,并随处理时间增加而进一步提高;沿层厚方向试样显微硬度逐渐降低,与微观组织的变化一致.拉伸试验表明,表面机械研磨能够使试样得到强化.随处理时间的增加,试样屈服强度和抗拉强度能够得到明显改善,而试样的延伸率则随处理时间的增加而降低.对经过45 min处理的试样,其屈服强度和抗拉强度分别为324和414 MPa,相对于原始试样分别提高了11.7％和8.7％,延伸率为23％,降低了30.9％,拉伸断口主要形貌特征为韧窝,处理层和中心层呈现不同的组织特征.

参考文献

[1]	Tong WP;Han Z;Wang LM;Lu J;Lu K .Low-temperature nitriding of 38CrMoAl steel with a nanostructured surface layer induced by surface mechanical attrition treatment[J].Surface & Coatings Technology,2008(20):4957-4963.
[2]	Huang L;Lu J;Troyon M .Nanomechanical properties of nanostructured titanium prepared by SMAT[J].Surface & Coatings Technology,2006(1/2):208-213.
[3]	王敏,蔺成效,马彩霞.Ti-6Al-4V钛合金表面纳米化机制研究[J].稀有金属,2011(05):633-638.
[4]	Sara Bagherifard;Mario Guagliano.Fatigue behavior of a low-alloy steel with nanostructured surface obtained by severe shot peening[J].Engineering Fracture Mechanics,2012:56-68.
[5]	卢柯,卢磊.金属纳米材料力学性能的研究进展[J].金属学报,2000(08):785-789.
[6]	Huang L;Lu J;Troyon M .Nanomechanical properties of nanostructured titanium prepared by SMAT[J].Surface & Coatings Technology,2006(1/2):208-213.
[7]	Shoudan Lu,Zhenbo Wang,Ke Lu.Strain-induced Microstructure Refinement in a Tool Steel Subjected to Surface Mechanical Attrition Treatment[J].材料科学技术学报（英文版）,2010(03):258-263.
[8]	张聪惠,何晓梅,刘晓燕,赵西成.表面纳米化对工业纯钛拉伸性能的影响[J].热加工工艺,2010(22):16-18.
[9]	Sun HQ;Shi YN;Zhang MX;Lu K .Surface alloying of an Mg alloy subjected to surface mechanical attrition treatment[J].Surface & Coatings Technology,2008(16):3947-3953.
[10]	葛利玲,袁战伟,井晓天,卢正欣.纯钛（TA2）表面纳米化及其热稳定性研究[J].稀有金属材料与工程,2011(07):1239-1242.
[11]	张聪惠,何晓梅.表面机械研磨工业纯钛表面纳米化研究[J].稀有金属,2009(06):769-773.
[12]	张聪惠,兰新哲,赵西成,段晓鸽.机械研磨处理Zr-4合金表面纳米化研究[J].稀有金属材料与工程,2010(03):511-514.

上一张下一张

计量

下载量()
访问量()

作者相关

文章评分

您的评分：
1

0%
2

0%
3

0%
4

0%
5

0%

材料期刊网