Lingyun XU
,
Xiaochun WU
,
Hongbin WANG
材料科学技术（英）
In order to lower the boriding temperature of hot work steel H13, method of surface mechanical attrition treatment (SMAT), which can make the grain size of the surface reach nano-scale, was used before pack boriding. The growth of the boride layer was studied in a function of boriding temperature and time. By TEM (transmission electron microscopy), SEM (scanning electron microscopy), XRD (x-ray diffraction) and microhardness tests, the grain size, thermal stability of the nano-structured (NS) surface and the thickness, appearance, phases of the surface boride layer were studied. Kinetic of boriding was compared between untreated samples and treated samples. Results showed that after SMAT, the boride layer was thicker and the hardness gradient was smoother. Furthermore, after boriding at a low temperature of 700℃ for 8 h, a boride layer of about 5 μm formed on the NS surface. This layer was toothlike and wedged into the substrate, which made the surface layer combine well with the substrate. The phase of the boride layer was Fe2B. Research on boriding kinetics indicated that the activation energy was decreased for the treated samples.
关键词:
Boriding
,
表面机械研磨处理
,
H13钢
,
渗硼动力学
吕爱强
,
刘刚
,
刘春明
金属学报
选取具有中等层错能的316L不锈钢进行表面机械研磨处理 (SMAT),制备出纳米结构表层, 用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)研究横截面组织的演变过程.晶粒细化机理如下:奥氏体粗晶内部通过位错湮灭和重组形成位错胞;应变量和应变速率的增加诱发了机械孪生,形成了片层状孪晶;孪晶内部通过位错的运动使显微组织逐渐由片层状向等轴状转变,且晶粒尺寸逐渐减小、取向差逐渐增大;最终形成等轴状、取向呈随机分布的纳米晶组织.同时,对层错能对微观变形方式和纳米化行为的影响进行了讨论.
关键词:
表面机械研磨处理
莫成刚
,
黄凯
,
刘刚
,
黄璞
,
左良
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2011.03.014
对w(Si)=3％无取向硅钢进行表面机械研磨处理(SMAT)和异步轧制(CSR),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,w(Si)=3％无取向硅钢表面形成了等轴状、取向呈随机分布的、晶粒尺寸为10 nm的纳米晶组织；异步轧制后,表面纳米晶组织保持不变；550～650℃、4h渗硅处理后,SMAT+ CSR样品表面形成化合物层,其厚度随着温度的升高由17 μm增加到52μm；化合物层由Fe3 Si和FeSi相组成.
关键词:
无取向硅钢
,
表面机械研磨处理
,
异步轧制
,
渗硅
高家诚
,
王强
,
高正源
功能材料
在表面机械处理(SMAT)方式下,材料表面可以通过强烈塑性变形而实现纳米化,获得表面为纳米晶、晶粒尺寸沿厚度方向逐渐增大的梯度结构.表面纳米化可以使材料表面硬度提高且整体力学性能得到改善.同时材料表面活性得到极大地提高,为进一步化学处理提供良好的条件.从SMAT的基本原理、制备技术、纳米化机理、结构性能和化学处理等方面介绍了表面机械纳米化研究工作已取得的进展.
关键词:
研究进展
,
金属表面纳米化
,
表面机械研磨处理
,
纳米化机理
,
结构性能
孙彩云
,
武晓雷
,
洪友士
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2005.03.023
利用表面机械研磨处理(SMAT)技术在Zr片状拉伸样品表面施加剧烈变形,获得超细/纳米晶粒组织的变形细化表层,其中Zr板厚度1 mm,两侧变形层厚度均为100μm.拉伸实验结果表明,表层细化组织提高了屈服强度和抗拉强度,使加工硬化能力及伸长率下降.应变速率在10-4～10-3s-1范围时,拉伸强度随应变速率的提高而提高;应变速率增大至10-2s-1量级时,抗拉强度下降.扫描电镜观察显示出韧性韧窝状断裂特征.
关键词:
表面纳米化
,
拉伸性能
,
表面机械研磨处理
,
锆
王晓梅
,
第文琦
,
陈银佳
,
孙妍妍
,
陈爱英
,
潘登
材料科学与工程学报
采用高频表面机械研磨方法在304不锈钢中制备出纳米晶和纳米孪晶结构.采用腐蚀失重试验和极化曲线测试等方法测试两种纳米结构304不锈钢在室温及80℃条件下5％硫酸溶液中的耐腐蚀性能,并利用透射电镜和扫描电镜分析其腐蚀性能和微观结构的关系.失重试验结果表明在80℃条件下5％硫酸溶液中,纳米孪晶比纳米晶结构的304不锈钢耐腐蚀性能好,以均匀腐蚀为主,点蚀为辅;而纳米晶则发生严重的点蚀.电化学测试结果表明:在室温条件下,纳米孪晶结构304不锈钢呈现高的自腐蚀电位和宽的钝化区间,但在80℃条件下,纳米晶和纳米孪晶结构304不锈钢的耐腐蚀性比粗晶不锈钢差.
关键词:
表面机械研磨处理
,
不锈钢
,
纳米结构
,
耐腐蚀性能
文磊
,
袁勇
,
王亚明
,
金莹
稀有金属材料与工程
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1.5N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5 μm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.
关键词:
铝合金
,
表面纳米化
,
表面机械研磨处理
,
摩擦
,
磨损
张聪惠
,
于飞
,
王耀勉
,
何晓梅
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2013.01.001
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.
关键词:
工业纯锆
,
表面机械研磨处理
,
拉伸性能
,
晶粒尺寸
文磊
,
王亚明
,
金莹
,
孙冬柏
稀有金属材料与工程
在2024铝合金表面制备纳米化-微弧氧化复合涂层,该复合涂层由底层纳米晶层及顶层陶瓷涂层构成.采用XRD、TEM和SEM研究了复合涂层的微观组织结构,并研究了表面处理对铝合金基体疲劳寿命的影响规律.顶层陶瓷涂层厚度分别为5和10 μm的复合涂层试样的疲劳寿命分别提高了21.9％和23.2％,疲劳性能的改善是基体合金靠近涂层区域的纳米晶结构及残余压应力共同作用的结果;当顶层陶瓷涂层厚度增加到15μm时,由于涂层表面较大的孔径及涂层内部存在的微裂纹,导致疲劳寿命降低.
关键词:
铝合金
,
疲劳
,
微弧氧化
,
表面机械研磨处理
