45钢增压喷丸表面纳米化及其性能的研究

《45钢增压喷丸表面纳米化及其性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要表面纳米化就是利用强烈的塑性变形方法在金属材料表面制备具有优异性能的纳米晶层，从而提高材料的整体力学性能和服役行为，本文作者在普通气动喷丸设备上增加增压系统，采用增压喷丸方式使块体材料45钢表面获得纳米晶层。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、表面粗糙度仪、显微硬度仪等研究了：(1)45钢喷丸处理诱导表面纳米化组织演变过程和形成机制；(3)45钢表面纳米层的滑动摩擦磨损性能；(2)45钢表面纳米化对盐浴渗氮的影响。研究结果表明：1)通过增压喷丸处理后，45钢表面的晶粒尺寸可细化至纳米量级，平均晶粒尺寸约为50nm，变形层厚度约为30um。

2、45钢喷丸处理后变形层可分为纳米晶层、亚微晶层和过渡层，其纳米化机制与高密度的位错缠结和高密度的位错反应和重组有关。2)表面纳米化后45钢的表层明显硬化，与样品的基体相比，表层硬度提高了一倍，且硬度的变化趋势与变形层的变化趋势基本一致。3)对45钢增压喷丸处理后样品的热稳定性进行了分析，分析结果表明，增压喷丸处理后的样品在温度为470℃下退火已开始晶粒长大；4)表面纳米化之后，在低载荷和润滑条件下，表面纳米化提高了样品的耐磨性能；在低载荷及干摩擦条件下，在温度低于200。C时，喷丸样品的摩擦磨损性能优于未喷丸样品，在200。C一400℃，未喷丸样品的耐磨性能优于喷丸样品，4

3、00。C一550。C，两者的耐磨性能相当。5)将经过增压喷丸处理后获得纳米层后的样品与未喷丸样品进行盐浴氮化，对比两者的金相组织、物相分析结果、定量分析结果、元素分布趋势，可以发现喷丸样品表层的氮元素较未喷丸样品表面的氮元素浓度高，氮化层深度较未喷丸样品也有一定程度的提高，这是因为表面纳米化改变了材料表层的结构，表面纳米晶之间形成高体积分数的界面为元素的扩散提供了理想的通道，使得材料表面的化学处理更容易进行．广东T业人学硕I：学位论文关键词：45钢增压喷丸表面纳米化盐浴氮化耐磨性ABSTRACTABSTRACTSurfacenanocrystallizationisanew

4、conceptionproposedinrecentyears．ItUSeSmethodssuchassevereplasticdeformation(SPD)togenerateananostructuredsurfacelayer,whichcanimprovetheoverallpropertiesandbehaviorofmaterials．TheauthorofthispaperutilizetheequipmentwhichCombinedwithapressurizingvesselinthecommonShotPeeningequipmentintheart

5、icle．AndananostructuredsurfacelayerWasfabricatedonthe45steelbyAddedPressureShotPeening(APSP)．ByusingX-raydiffraction(XRD)，transmissionelectronmicroscopy(TEM)，scanningelectronmicroscopy(SEM)，surfaceroughnessmachineandmicrohardnesstestingmachinetoinvestigate：(1)themicrostructureandnanostruct

6、uredmechanismof45steelbymeansofAddedPressureShotPeening；(2)theslidingweal"ofsurfacenano—crystallinelayerof45steel；(3)theeffectonnitridingof45steelaftershotpeening．Theresultsareasfollows：(1)AfterthesurfaceAPSPtreatment，severeplasticdeformationwasobservedandthethicknessofdeformationWasabout3

7、0um．ThemeansizeofequiaxednanocrystallitesonthesurfacelayerWasapproximately50nm．TheplasticdeformationCandividedintothreeparts：nanocrystallinelayer,sub—nanocrystallinelayerandtransitionlayer．Nanostructuremechanismhasrelationtohi曲densityofdislocationtangles，dislo