納米結(jié)構(gòu)材料相比傳統(tǒng)粗晶材料具有更高的強(qiáng)度,但是加工硬化能力、塑性和韌性顯著降低,使得納米結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用和發(fā)展受到了極大地制約。研究發(fā)現(xiàn)梯度納米結(jié)構(gòu)材料可以有效地克服納米結(jié)構(gòu)材料的性能缺點(diǎn),能在提高材料強(qiáng)度的同時(shí)保持良好的塑性。本文針對(duì)梯度納米結(jié)構(gòu)圓棒樣品的制備技術(shù)和性能特點(diǎn)進(jìn)行研究,主要包括以下幾個(gè)部分:(1)基于表面機(jī)械滾壓處理(SMRT)技術(shù)設(shè)計(jì)了一款梯度納米結(jié)構(gòu)圓棒樣品的自平衡制備裝置。通過自平衡滾壓裝置使材料表面產(chǎn)生高應(yīng)變速率的強(qiáng)烈塑性變形,從而細(xì)化晶粒,制備出梯度納米結(jié)構(gòu)材料。梯度納米結(jié)構(gòu)圓棒樣品的自平衡制備裝置主要包括普通車床、自平衡滾壓裝置、滾壓壓力系統(tǒng)和工作液循環(huán)系統(tǒng)。(2)制備了梯度納米結(jié)構(gòu)316L不銹鋼樣品,并對(duì)其進(jìn)行性能表征。316L不銹鋼母材中大部分為奧氏體,馬氏體的體積分?jǐn)?shù)約為3.6%。晶粒尺寸范圍從18μm到222μm,平均晶粒尺寸為53μm。樣品的外部梯度層(最大深度為50μm)主要由具有大量馬氏體的梯度納米結(jié)構(gòu)層組成,平均晶粒尺寸從120 nm逐漸增加到260 nm。從50μm到250μm的深度,存在大量具有馬氏體相變的超細(xì)晶,平均晶粒尺寸為260 n...

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 納米結(jié)構(gòu)材料概述
        1.1.1 納米結(jié)構(gòu)材料定義和分類
        1.1.2 納米金屬材料的制備方法
        1.1.3 納米材料的力學(xué)性能
    1.2 梯度納米結(jié)構(gòu)材料及其制備
        1.2.1 梯度納米結(jié)構(gòu)材料的概述
        1.2.2 梯度納米結(jié)構(gòu)材料制備技術(shù)
    1.3 梯度納米結(jié)構(gòu)材料的主要性能特點(diǎn)
        1.3.1 硬度與耐磨性
        1.3.2 強(qiáng)度與塑性
        1.3.3 疲勞性能
        1.3.4 表面粗糙度
    1.4 本文研究的目的與內(nèi)容
        1.4.1 研究目的和意義
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 梯度納米結(jié)構(gòu)圓棒樣品的自平衡制備裝置研發(fā)
    2.1 引言
    2.2 梯度納米結(jié)構(gòu)圓棒樣品的自平衡制備裝置設(shè)計(jì)
        2.2.1 整體設(shè)計(jì)方案
        2.2.2 普通車床的選擇
        2.2.3 自平衡滾壓裝置的設(shè)計(jì)
        2.2.4 滾壓壓力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
        2.2.5 工作液循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    2.3 設(shè)備的組裝與調(diào)試
    2.4 自平衡滾壓裝置滾壓壓力的測(cè)量
    2.5 本章小結(jié)
第三章 梯度納米結(jié)構(gòu)樣品的性能表征儀器與方法
    3.1 金相組織
    3.2 顯微結(jié)構(gòu)與相成分
    3.3 顯微硬度
    3.4 表面殘余應(yīng)力
    3.5 拉伸力學(xué)性能
    3.6 表面粗糙度
    3.7 實(shí)驗(yàn)輔助設(shè)備
第四章 梯度納米結(jié)構(gòu)316L不銹鋼的制備及性能表征
    4.1 引言
    4.2 梯度納米結(jié)構(gòu)材料的單向加壓制備裝置
    4.3 梯度納米結(jié)構(gòu)316L不銹鋼的微觀結(jié)構(gòu)
    4.4 梯度納米結(jié)構(gòu)316L不銹鋼的顯微硬度
    4.5 梯度納米結(jié)構(gòu)316L不銹鋼的拉伸力學(xué)性能
    4.6 梯度納米結(jié)構(gòu)316L不銹鋼的表面粗糙度
    4.7 梯度納米結(jié)構(gòu)316L不銹鋼的表面殘余應(yīng)力
    4.8 本章小結(jié)
第五章 梯度納米結(jié)構(gòu)310S不銹鋼的制備
    5.1 引言
    5.2 310 S不銹鋼(熱處理)的SMRT加工
        5.2.1 310 S不銹鋼的熱處理
        5.2.2 310 S不銹鋼(熱處理)的表面壓痕試驗(yàn)
        5.2.3 SMRT加工310S不銹鋼(熱處理)的加工方式與工藝參數(shù)
    5.3 310 S不銹鋼(未熱處理)的SMRT加工
    5.4 本章小結(jié)
第六章 梯度納米結(jié)構(gòu)310S不銹鋼的性能表征
    6.1 梯度納米結(jié)構(gòu)310S不銹鋼圓棒樣品的制備
    6.2 梯度納米結(jié)構(gòu)310S不銹鋼(熱處理)的主要性能特點(diǎn)
        6.2.1 310 S-HT不銹鋼的金相組織
        6.2.2 310 S-HT不銹鋼的拉伸力學(xué)性能
        6.2.3 310 S-HT不銹鋼的顯微硬度
        6.2.4 310 S-HT不銹鋼的表面殘余應(yīng)力
        6.2.5 310 S-HT不銹鋼的表面粗糙度
    6.3 梯度納米結(jié)構(gòu)310S不銹鋼(未熱處理)的主要性能特點(diǎn)
        6.3.1 310 S-LT不銹鋼的拉伸力學(xué)性能
        6.3.2 310 S-LT不銹鋼的的表面粗糙度
        6.3.3 310 S-LT不銹鋼的的表面殘余應(yīng)力
        6.3.4 310 S-LT不銹鋼的的顯微硬度
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
    1 作者簡(jiǎn)歷
    2 專利
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3871994