45鋼增壓噴丸表面納米化及其性能的研究.pdf

1、表面納米化就是利用強烈的塑性變形方法在金屬材料表面制備具有優(yōu)異性能的納米晶層，從而提高材料的整體力學性能和服役行為，本文在普通氣動噴丸設備上增加增壓系統(tǒng)，采用增壓噴丸方式使塊體材料45鋼表面獲得納米晶層。主要研究內(nèi)容如下： ⑴通過增壓噴丸處理后，45鋼表面的晶粒尺寸可細化至納米量級，平均晶粒尺寸約為50nm，變形層厚度約為30um。45鋼噴丸處理后變形層可分為納米晶層、亞微晶層和過渡層，其納米化機制與高密度的位錯纏結(jié)和高密度的位

2、錯反應和重組有關。 ⑵表面納米化后45鋼的表層明顯硬化，與樣品的基體相比，表層硬度提高了一倍，且硬度的變化趨勢與變形層的變化趨勢基本一致。 ⑶對45鋼增壓噴丸處理后樣品的熱穩(wěn)定性進行了分析，分析結(jié)果表明，增壓噴丸處理后的樣品在溫度為470℃下退火已開始晶粒長大。 ⑷表面納米化之后，在低載荷和潤滑條件下，表面納米化提高了樣品的耐磨性能；在低載荷及干摩擦條件下，在溫度低于200℃時，噴丸樣品的摩擦磨損性能優(yōu)于未噴丸樣

3、品，在200℃-400℃，未噴丸樣品的耐磨性能優(yōu)于噴丸樣品，400℃-550℃，兩者的耐磨性能相當。 ⑸將經(jīng)過增壓噴丸處理后獲得納米層后的樣品與未噴丸樣品進行鹽浴氮化，對比兩者的金相組織、物相分析結(jié)果、定量分析結(jié)果、元素分布趨勢，可以發(fā)現(xiàn)噴丸樣品表層的氮元素較未噴丸樣品表面的氮元素濃度高，氮化層深度較未噴丸樣品也有一定程度的提高，這是因為表面納米化改變了材料表層的結(jié)構(gòu)，表面納米晶之間形成高體積分數(shù)的界面為元素的擴散提供了理想的通