高速旋转丝变形表面纳米化及其对离子渗氮的影响.pdf

摘要关键词:表面纳米化低碳钢利用强烈塑性变形诱发晶粒细化的机理,构建了高速旋转丝变形实验装置,分别对低碳钢、工业纯钛进行了表面处理,探讨实现表面纳米化的可行性。运用湎哐苌洹扫描电子显微镜和透射电子显微镜等研究变形处理后样品的显微结构变化特征。运用显心部基体相比,提高了兑陨希罡叽锏皆9ひ荡款驯砻娌憔ЯO富纳米量级,尺寸为左右,沿深度方向,晶粒尺寸逐渐增大;表面层硬度高达.,约为基体硬度的叮孀啪啾砻嫔疃鹊脑黾樱晕⒂捕戎鸾ソ档汀研究了低碳钢和工业纯钛在高速旋转丝变形表面纳米化处理前后的离子渗氮行为。实验结果发现:在韵律J保砻婺擅谆ご淼牡吞几郑浔聿闼纬的化合物层厚于原始渗氮样品,且表层硬度显著提高,是相同条件下原始渗氮样品的化预处理后,在嫦律湍芄恍纬苫衔铮以℃以下渗氮,形成较原工业纯钛强烈塑性变形离子渗氮显微组织微硬度计对处理样品表面性能进行测试分析。结果表明:经过普通镀铜钢丝轮高速旋转塑性变形处理后,⒂捕认灾岣撸倍:当温度高于嫔螅砻婺擅谆ご淼挠攀葡А9ひ荡款丫砻婺擅始样品更厚的化合物层,在相同条件下与原始渗氮样品表层硬度值相比,预处理渗氮表层硬度增高到.。显微硬度高速旋转丝变形表面纳米化及其对离子渗氮的影响硕上学位论文
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研究生签名:越叫年石叩日月尹学位论文使用授权声明声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。研究生签名:
髀引言表面纳米化与表面纳米材料的制备年,著名的理论物理学家、诺贝尔奖金获得者ぱ裕骸昂廖抟晌剩其中,通常界定为段У哪擅滋逑凳窍肝⒊叨仁挛锏闹鹘恰公司的首席科学家嘣暌言げ猓骸拔蚁嘈拍擅卓萍冀谛畔⑹贝南乱唤锥握贾行牡位,并发挥革命的作用,正如世纪年代初以来微米科技已经起的作用那样。庑预言十分精辟地指出了纳米体系的地位和作用,并有预见性地概括了世纪的材料科技发展的一个新的动向。纳米晶体材料,是指晶粒尺寸在纳米量级以内牡ハ嗷蚨嘞喽嗑宀牧稀晶界效应,表现出一系列不同于常规多晶体的物理、化学和电磁学性能,如高强度、低密度和良好的塑性变形能力,高比热和高热膨胀系数以及高电阻率等【W淌诘热顺晒Φ赝ü鹗粽舴⒛郏焕溲钩尚头ㄊ状位竦媚擅拙逖芬岳【,人们已相继发展了多种其它的纳米材料制备技术【浚绶蔷ЬЩā⒒笛心シā反复冷轧法等取5牵捎谥票腹ひ崭丛印⑸杀靖吆筒牧贤庑巍⒊叽缬邢蓿部存在界面污染、孔隙类缺陷多等因素的制约【,目前尚不足以制备出具有实际工程应用价值的大块金属纳米材料,也阻碍了对纳米材料特性的进一步探索。最有可能在结构材料上获得突破的纳米技术之一。近年来,随着纳米材料与纳米技术研究的不断深入,表面纳米化已引起国际材料研究者的广泛关注,被认为是今后几年内纳米材料研究领域最有可能取得实际应用的技术之一。.砻婺擅谆际纳米表面工程是以纳米材料和其它低维非平衡材料为基础,通过特定的加工技术或手段对固体表面进行强化、改性、超精细加工或赋予表面新功能的系统工程。简而言之,表面纳米化作为一种表面改良的方法,即是在传统工程金属材料表面制备出一定厚度的具有纳米晶体结构的表面层,进而提高材料的综合力学性能和行为J导噬希当我们得以对细微尺度的事物加以操纵的话,将大大扩充我们可能获得物性的范围。”由于纳米晶体材料具有晶粒细小、界面密度高等特性以及由此产生的小尺寸量子效应和电解沉积法和强烈塑性变形法【包括等通道转角挤压法、高压扭转法、多向锻造法、在此背景下,中国的卢柯与华裔学者吕坚联合提出了结构材料表面纳米化的概念【浚并被列入国家纳米科技发展规划,在年国际纳米材料大会的总结报告上被认为是纳米表面工程就是将纳米材料和纳米技术与表面工程交叉、复合、综合并开发应用硕上学位论文高速旋转丝变形表面纳米化及其对离子渗氮的影响
铁材料的失效大多发生在材料的表面,如材料的疲劳、腐蚀和磨损等都对材料的表面结构和性能极其敏感,所以材料表面组织和性能直接影响工程金属材料的综合性能指标【Ⅲ。将钢铁材料组织细化到纳米级,利用纳米金属材料的优异性能对传统工程金属材料进行表面结构优化,将可能是一