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(qiáng)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(xué)性能和服役行為，本文在普通氣動噴丸設(shè)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(xì)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(jī)制與高密度的位錯纏結(jié)和高密度的位

2、錯反應(yīng)和重組有關(guān)。 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(jìn)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(dāng)。 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(jìn)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?jǐn)?shù)的界面為元素的擴(kuò)散提供了理想的通