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采用表面机械滚压处理(SMRT)方法, 分别在室温空气中和液氮中对304L不锈钢进行处理, 制备出了纳米晶表层. 用OM, SEM, XRD和TEM对试样组织结构的演变进行了分析; 通过测定试样表层到内部的硬度研究了SMRT对试样硬度的影响. 结果表明, 试样表层形成了晶粒取向各异的纳米晶组织, 晶粒尺寸与处理环境和处理次数有关. SMRT还使试样内部产生了大量的机械孪晶和内晶界, 使试样发生了显著的马氏体相变, 硬度显著提高并随距试样表面的距离的增加减小. SMRT与传统的表面纳米化方法相比, 可以在不同的温度和介质环境下对试样进行表面纳米化, 并能形成较厚的硬化层, 而且工业化前景较好.

关键词: 表面机械滚压处理 , 304L stainless steel , surface nanocrystallization , hardness , martensitic tranformation

表面机械研磨处理的IF钢结构、织构与力学性能的变化

李四军 , 刘刚 , 周蕾 , 王福 , 左良

金属学报

对冷轧IF 钢进行表面机械研磨处理（SMAT），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。对梯度结构进行组织观测和织构分析。结果表明：冷轧IF钢的表面纳米化主要是通过位错运动实现的，织构的存在对纳米化行为并不构成影响；在晶粒细化和取向差逐渐增大的过程中，织构组分并不发生改变，但强度持续下降，直至完全消失；对于体心立方金属，纳米化的进程主要取决于轧面织构，其中具有 {100} 或 {111} 面织构的晶粒更容易细化。

关键词: IF , surface nanocrystallization , structure , texture , null

表面机械研磨处理后316L不锈钢的表层结构及硬度的热稳定性

王爱香 , 刘刚 , 周蕾 , 王科 , 杨晓华 , 李瑛

金属学报

对316L不锈钢进行表面机械研磨处理 (SMAT), 获得表面为纳米晶、晶粒尺寸沿厚度方向逐渐增大的梯度组织. 对SMAT前、后样品进行不同温度和时间的真空退火. 结果表明: 当退火温度低于0.5Tm (Tm为熔点)时, 梯度组织中晶粒尺寸未发生明显变化, 只是在表面纳米晶层及其相邻的亚微晶层上因残余应力释放而发生了马氏体相变, 对应的硬度沿深度分布也未见明显的改变; 当退火温度高于0.5Tm时, 梯度组织发生回复和再结晶, 加之残余应力大幅度下降, 使硬度明显下降. 与退火温度相比, 退火时间对梯度组织和硬度的影响不大.

关键词: 316L不锈钢 , surface nanocrystallization , annealing

无取向硅钢表面纳米结构的渗硅行为

莫成刚 , 刘刚 , 黄璞 , 左良

钢铁

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。

关键词: 无取向硅钢 , 表面纳米晶化 , 渗硅处理 , 结构

超声表面加工对X80管线钢及焊缝电化学行为的影响

王炳英 , 司姗姗 , 苗燕

材料热处理学报

通过超声表面滚压(Ultrasonic Surface Rolling Processing,USRP)技术对X80管线钢及焊缝进行加工处理,利用透射电镜对超声表面加工后母材和焊缝表面进行观察,用交流阻抗技术和动电位极化技术对X80钢及焊缝在高pH值溶液中表面的电化学腐蚀行为进行研究.结果表明,USRP处理可以使X80管线钢及焊缝表层晶粒细化至纳米级别,降低电化学腐蚀发生的可能性;试样在腐蚀介质中发生活化-钝化转变,USRP处理能够增大极化电阻,使得X80管线钢及焊缝的电化学腐蚀倾向降低.

关键词: 超声表面加工 , X80管线钢母材及焊缝 , 动电位极化曲线 , 交流阻抗

纯铜表面机械沉积镍及其对组织结构和性能的影响

林万明 , 钱玉水 , 侯利锋 , 杜华云 , 卫英慧

功能材料

为了提高材料的表面性能,采用表面机械研磨处理和机械合金化相结合的方法,在纯铜表面形成一定厚度的沉积镍层。采用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对试样的显微组织结构进行分析,试样的机械性能采用金相显微硬度测试仪进行测试。实验结果表明,纯铜表面经机械沉积镍处理后,表面平均晶粒尺寸达到了纳米量级;随处理时间的延长,表面硬度得到了改善。

关键词: 表面纳米化 , 塑性变形 , 铜 , 性能

表面机械研磨处理2024铝合金表面纳米晶层和含铁层对摩擦学行为的影响机制研究

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

7050铝合金的表面增压喷丸纳米化

麦永津 , 揭晓华 , 于能 , 郑向新 , 卢国辉

机械工程材料

在普通喷丸设备上加增压罐,采用增压喷丸方法对7050铝合金表面进行喷丸处理;用X射线衍射仪、光学显微镜、透射电镜、选区电子衍射仪等对合金表层结构进行了观察与分析,并用显微硬度计测试了表层的硬度.结果表明:经增压喷丸处理后 7050 铝合金表层的衍射峰明显宽化,随着处理时间的增加,塑性变形层厚度增加,表层晶粒细化至纳米级,平均晶粒尺寸约为40 nm;纳米化后的合金表层硬度比心部硬度提高了1.5倍,其原因可归结为细晶强化及加工硬化.

关键词: 表面纳米化 , 增压 , 喷丸 , 铝合金

剪切变形方式下低碳钢表面纳米结构的形成

刘刚 , 莫成刚 , 武保林 , 左良

钢铁

对低碳钢板材进行表面球磨处理，利用电子显微术研究剪切变形方式下深度方向的组织演变。结果表明，低碳钢的纳米化过程包括：位错通过增殖、运动、湮灭和重组形成位错墙；位错墙逐渐转变成小角度和大角度晶界，将原始粗晶分割成亚微晶；亚微晶内重复上述过程使晶粒继续细化，最终形成等轴状、取向接近随机分布的纳米晶组织。外力作用方向并未改变纳米化过程，但会影响变形层的厚度。当晶粒处于有利于滑移系开动的取向时，可以加快纳米化进程。

关键词: 低碳钢 , 球磨 , 表面纳米化 , 结构