316L不銹鋼表面納米化組織與性能研究.pdf

1、金屬材料表面納米化可以在不改變基體化學成分和外觀形狀的基礎上，制備出從表層到基體連續(xù)過渡的納米晶層，以提高材料的整體服役性能，被認為是金屬材料改性的發(fā)展方向，具有廣闊的應用前景。然而目前由于工藝和設備的限制，只能制備小型樣品，不足以投入到工業(yè)應用。
　　 本課題采用高速旋轉絲引起強烈塑性變形實驗裝置，對316L不銹鋼進行表面處理，探討實現(xiàn)奧氏體不銹鋼表面納米化的可行性。運用金相顯微鏡、X射線衍射、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡等

2、設備研究樣品的顯微結構變化。運用顯微硬度計對處理后樣品進行表面硬度測試。結果表明：經過高速旋轉絲變形處理后，316L不銹鋼表層晶粒細化至納米量級，尺寸可達12nm，沿深度方向，晶粒尺寸呈梯度分布，逐漸增大至原始晶粒大小；表層顯微硬度顯著提高，達450HV，相比于基體硬度180HV，提高了近2倍，隨著距表面層深度的增加，顯微硬度逐漸降低，與顯微結構的變化相吻合。
　　 對納米化后的樣品進行冷軋?zhí)幚?，以消除納米化引起的表面粗糙度的增

3、加。對軋制后的樣品進行表面粗糙度、顯微結構及力學性能測試，研究軋制對納米晶層的影響。結果表明：冷軋?zhí)幚砗?，粗糙度由Rα≈3.5μm，Rz≈15μm，降低為Rα≈1.1μm，Rz≈7μm；晶粒尺寸進一步減小，由高速旋轉絲變形后的約12nm減小到約9nm；材料基體的硬度急劇增大，達到原基體的兩倍，而塑性大幅下降，斷后伸長率由95％降低到52％。
　　 對軋制后的樣品進行不同溫度的真空退火處理，以尋找一個合適的溫度區(qū)間，在消除形變強化