低溫超音速微粒轟擊稀土鎂合金表面納米化的研究.pdf

1、鎂合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料之一。近幾年來，隨著鎂合金熔煉和制造技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展，其應(yīng)用的潛力巨大。金屬材料失效多發(fā)生于表面，鎂合金由于化學(xué)性質(zhì)活潑，表面改性困難，表面失效現(xiàn)象尤為突出。納米材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能和獨(dú)特的組織結(jié)構(gòu)，使得在鎂合金表層制備同時(shí)具有耐腐蝕性和耐磨性的合金層成為可能，為鎂合金表面強(qiáng)化帶來了新的契機(jī)。
　　 本文在對多功能超音速火焰噴涂（KY-HVO/AF）系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)的基礎(chǔ)上，使其送粉系統(tǒng)能夠輸送大尺寸硬

2、質(zhì)微粒，并通過調(diào)整混合燃?xì)庵械獨(dú)馀c氧氣的比例，改變焰流的溫度，最終成功的在改進(jìn)后的HVOF系統(tǒng)上獲取了一種全新的超音速微粒——低溫HVOF超音速微粒(HVOF—SMB)。利用該超音速微粒對稀土鎂合金進(jìn)行了納米化處理，并對影響鎂合金表面納米化工藝的主要因素進(jìn)行了優(yōu)化，創(chuàng)造了一種新的表面納米化工藝。優(yōu)化的工藝參數(shù)如下：轟擊距離為300mm，轟擊微粒粒徑為0.5mm，轟擊時(shí)間為220s。微觀組織顯示，在鎂合金表層發(fā)生了強(qiáng)烈的塑性變形，表層硬度

3、明顯提高，約為基體的兩倍，提高了鎂合金表面的耐磨性。自表面至基體硬度呈梯度遞減，各變形區(qū)域沒有明顯的界面。TEM和HRTEM對納米化層晶粒細(xì)化機(jī)理進(jìn)行了分析，表明晶粒細(xì)化在低應(yīng)變區(qū)位錯(cuò)滑移形成位錯(cuò)墻（DDWs）和位錯(cuò)糾纏(DTs)以及變形孿晶的協(xié)調(diào)形變，在高應(yīng)變區(qū)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶（DRX）和位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)形成了隨機(jī)取向的納米晶。溫度對鎂合金表面納米晶長大密切相關(guān)，300℃時(shí)變形孿晶轉(zhuǎn)變成退火孿晶，納米晶長大，穩(wěn)定性較差，納米化層為熱擴(kuò)散提供了良好的