如何同時(shí)提高材料的強(qiáng)度和塑性一直是材料科學(xué)領(lǐng)域的難題,均勻納米結(jié)構(gòu)賦予了材料極高的強(qiáng)度,但是會(huì)使材料的塑性急劇降低。納米梯度結(jié)構(gòu)材料通過對(duì)結(jié)構(gòu)單元尺寸的多級(jí)構(gòu)筑,有效抑制了均勻納米材料在變形過程中的應(yīng)變局域化從而使得材料在擁有高強(qiáng)度的同時(shí)具備較好的塑性變形能力。表面機(jī)械研磨、表面機(jī)械碾壓等技術(shù)已被報(bào)道在多種金屬表面成功地制備出梯度結(jié)構(gòu),但是由于處理效率低等原因難以在工業(yè)中大規(guī)模推廣。本文選用典型的齒輪用鋼18CrNiMo7-6為研究材料,經(jīng)正火后高溫回火處理和淬火后低溫回火處理得到兩種不同的初始組織狀態(tài),采用一種新的高能噴丸技術(shù)——旋轉(zhuǎn)加速噴丸技術(shù)（Rotationally Accelerated Shot Peening,RASP）對(duì)這兩種不同熱處理狀態(tài)的樣品做表面納米化處理,利用光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、電子背散射衍射技術(shù)（EBSD）、透射電子顯微鏡（TEM）等對(duì)鋼材的表面缺陷萌生、晶粒尺寸及取向等進(jìn)行了系統(tǒng)地表征;利用顯微硬度計(jì)、拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)材料的力學(xué)性能做了測(cè)試,最后得出以下主要結(jié)果:（1）旋轉(zhuǎn)加速噴丸技術(shù)能夠在正火后高溫回火的18CrNiMo7-6鋼的表面... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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不同文獻(xiàn)中報(bào)道的純Cu樣品晶粒尺寸與屈服強(qiáng)度關(guān)系

圖 1.1 不同文獻(xiàn)中報(bào)道的純 Cu 樣品晶粒尺寸與屈服強(qiáng)度關(guān)系[9]Fig. 1.1 Compiled yield stress versus grain size plot for Cu from various sources ranging from coarse tonanograin sizes[9]材料研究者對(duì)于反 H-P 關(guān)系的現(xiàn)象從未中斷過研究，只是對(duì)于現(xiàn)象產(chǎn)生的原因仍然沒有得到完全一致的看法，不過普遍認(rèn)為與納米材料的變形機(jī)制有關(guān)。Schiotz[10,11]等人通過分子動(dòng)力學(xué)模擬對(duì) Cu 的反 H-P 現(xiàn)象進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究，他們發(fā)現(xiàn)納米 Cu 的強(qiáng)度在晶粒尺寸為 10 - 15 nm 時(shí)達(dá)到最大值，也就是說，當(dāng) d > 10 - 15 nm 時(shí)，k > 0；當(dāng) d< 10 - 15 nm 時(shí)，k < 0，他們認(rèn)為 k < 0 是因?yàn)樽冃螜C(jī)制發(fā)生了變化，由原先位錯(cuò)主導(dǎo)的塑性變形轉(zhuǎn)變?yōu)榫Ы缁啤?

度降低到零下 190 ℃以排除熱效應(yīng)的影響之后，依舊觀察到相同中的晶界在外力下發(fā)生遷移、合并，導(dǎo)致晶粒發(fā)生長(zhǎng)大。 等[14]利用電沉積的方法，制備出了晶粒大小從 3.4 nm 到 30 nm樣品，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)晶粒尺寸小于 10 nm 時(shí)，材料會(huì)發(fā)生軟化，即，他們又進(jìn)行了一定溫度的退火處理，使得 Mo 原子在晶界上的度明顯提高，最高達(dá)到了 11.65 GPa。這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，對(duì)于構(gòu)材料，可以通過調(diào)控其晶界穩(wěn)定性來大幅度地調(diào)節(jié)其硬度值，除了受晶粒大小的影響，還受晶界穩(wěn)定性的影響。他們認(rèn)為普通生軟化行為，是因?yàn)榫Ы缡軝C(jī)械驅(qū)動(dòng)而發(fā)生遷移導(dǎo)致的；退火態(tài)會(huì)升高，是由于 Ni-Mo 樣品在退火過程中晶界發(fā)生弛豫，同時(shí)大聚，降低了晶界能，提高了晶界的穩(wěn)定性，從而減少了晶界行為不全位錯(cuò)的形核和運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行，而又因?yàn)槲诲e(cuò)形核動(dòng)力與晶粒尺尺寸越小，位錯(cuò)形核動(dòng)力越高，所以樣品的硬度才會(huì)隨晶粒尺寸。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3422591