發(fā)布時(shí)間：2021-06-14 02:23

　　具有梯度結(jié)構(gòu)的多尺度工程材料可以減少一些表面失效。這些材料的共同特征是通過在表面形成納米/微米結(jié)構(gòu)的硬相來提高強(qiáng)度。然而,強(qiáng)度和延展性的性質(zhì)在大多數(shù)材料中是相互矛盾的。傳統(tǒng)技術(shù)可以很容易地提高材料的強(qiáng)度,但卻使得延伸率大大降低。本研究以體心立方（Body-Centered Cubic,BCC）結(jié)構(gòu)的純鐵為研究對(duì)象,其層錯(cuò)能（Stacking Fault Energy,SFE）為200 mJ/m²,含鐵量在99.5wt.%以上。通過對(duì)其進(jìn)行表面機(jī)械研磨處理（Surface Mechanical Attrition Treatment,SMAT）,希望獲得塑性和強(qiáng)度的良好匹配。研究內(nèi)容主要包括:對(duì)純鐵進(jìn)行短時(shí)間的SMAT處理后研究其力學(xué)性能、分析退火溫度對(duì)SMAT純鐵力學(xué)性能的影響以及深冷前處理對(duì)SMAT純鐵的影響。通過拉伸測試、硬度測試以及光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）等多種測試方法對(duì)其進(jìn)行表征,得到的主要結(jié)論如下:（1）由局部SMAT處理的樣品顯示出強(qiáng)度和延展性的最佳組合。SMAT60 s樣品的屈服強(qiáng)度增加了約兩倍,而伸長率仍... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

表面納米化的三種基本方式：(a)表面涂層或沉積;(b)表面自身納米化;(c)混合納米化

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文將試樣板安裝在容器室的上方固定，啟動(dòng)振動(dòng)裝置后，腔室中的彈丸以較高的速斷對(duì)材料表面進(jìn)行沖擊，且沖擊方向隨機(jī)。在外加載荷的反復(fù)作用下，材料表面晶組織逐漸細(xì)化，隨著時(shí)間的延長，晶粒細(xì)化至納米量級(jí)。SMAT過程中，彈丸與材料表面的每次碰撞都會(huì)在材料表面產(chǎn)生應(yīng)力場（圖1-2））。隨深度的增加，應(yīng)變場內(nèi)的應(yīng)變量和速率減小，從而材料中形成不同的微觀區(qū)，即形成晶粒尺寸隨著距表面距離的增加而逐漸增大的梯度組織。

圖 1-3 具有梯度納米晶粒結(jié)構(gòu)表層純 Cu 棒狀樣品的拉伸曲線及強(qiáng)度-拉伸均勻延伸率匹配[18]ig. 1-3 Tensile curve and strength-stretch uniform elongation matching of a pure Cu rod sample with agradient nano-grain structure surface layer[18].1 梯度納米結(jié)構(gòu)的分類通常來講，梯度納米結(jié)構(gòu)在化學(xué)成分相同，相組成相同的情況下，可分為以下這四型，如圖 1-4[19]所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]鐵基合金表面納米化過程及相關(guān)金屬學(xué)問題研究[D]. 杜華云.太原理工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]表面機(jī)械研磨及滲氮作用下純鐵顯微組織與力學(xué)性能研究[D]. 崔曉倩.東北大學(xué) 2012
[2]工業(yè)純鈦及TC4鈦合金的深冷處理研究[D]. 陳勁松.湖南大學(xué) 2011
[3]深冷處理對(duì)AZ31鎂合金TIG焊接接頭組織和性能的影響[D]. 景轉(zhuǎn)珍.太原科技大學(xué) 2011
[4]純鐵與35CrMo鋼表面納米化及相關(guān)問題研究[D]. 馬靳河.太原理工大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3228861