本文關(guān)鍵詞：低碳鋼攪拌摩擦加工表面改性研究

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【摘要】：攪拌摩擦加工(Friction Stir Processing,FSP)是一種新型的強(qiáng)塑性變形技術(shù),可作為鋼鐵材料表面改性的有效手段。本文分別采用FSP和水下攪拌摩擦加工(Submerged Friction Stir Processing,SFSP)技術(shù)對(duì)低碳鋼Q235進(jìn)行了表面改性,利用OM、SEM、TEM等分析方法對(duì)改性層進(jìn)行了微觀組織表征。通過顯微硬度測(cè)試、室溫拉伸實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)、中性鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)以及腐蝕形貌觀察,評(píng)價(jià)了改性層的力學(xué)性能和腐蝕性能。通過上述研究,建立了微觀組織與力學(xué)性能及腐蝕行為的關(guān)聯(lián)性,評(píng)價(jià)了FSP和SFSP對(duì)低碳鋼組織性能的影響。本文取得的主要研究結(jié)果有:當(dāng)攪拌頭前進(jìn)速度為60 mm/min,旋轉(zhuǎn)速度為475~950 r/min時(shí),FSP和SFSP均可獲得成型性良好的加工表面。轉(zhuǎn)速對(duì)改性層微觀組織影響顯著:475 r/min加工時(shí)主要發(fā)生了鐵素體的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和碳化物的破碎,鐵素體晶粒和碳化物顆粒明顯細(xì)化;600 r/min加工時(shí),加工區(qū)溫度位于兩相區(qū),不完全相變促使加工區(qū)形成了細(xì)小的鐵素體和珠光體組織;750 r/min加工時(shí)加工區(qū)溫度達(dá)到奧氏體區(qū),最終形成了晶界鐵素體、片層鐵素體、鐵素體和碳化物混合體的復(fù)合組織;950 r/min加工時(shí)的熱輸入量相對(duì)較大,使加工區(qū)組織發(fā)生輕微粗化。在相同加工參數(shù)條件下,與FSP相比,SFSP獲得的組織細(xì)化效果更加顯著。與母材相比,FSP和SFSP后低碳鋼表層的硬度和拉伸性能均顯著提高。相同加工參數(shù)下SFSP相比FSP獲得的力學(xué)性能更加優(yōu)異。細(xì)晶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化是力學(xué)性能提高的主要原因。當(dāng)轉(zhuǎn)速為750 r/min、加工速度為60 mm/min,SFSP低碳鋼具有最優(yōu)的強(qiáng)塑性綜合性能,材料的硬度、抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為167.5 HV,638.2 MPa和45.2%,分別達(dá)到母材的125.4%,135.3%和87.9%。SFSP使低碳鋼試樣在3.5 wt.%NaC l溶液中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)的電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct增加,降低了腐蝕電流密度和腐蝕速率,其中750-SFSP試樣的Rct值最高,腐蝕速率降低最為顯著,達(dá)到0.141 mm·a-1,僅有母材的38.4%。在中性鹽霧環(huán)境下,低碳鋼主要發(fā)生點(diǎn)蝕,腐蝕程度隨時(shí)間延長(zhǎng)逐漸加劇,腐蝕后期表面發(fā)生剝落。腐蝕銹層均由Fe3O4,α-FeOOH,γ-FeOOH和β-FeOOH組成,其中γ-FeOOH含量較高,銹層對(duì)基體無(wú)明顯保護(hù)作用。750-SFSP試樣的腐蝕銹層相比母材較為致密,腐蝕程度較輕。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG178

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 汪鏡亮;;某些非金屬礦物的表面改性及應(yīng)用[J];礦產(chǎn)綜合利用;1990年04期

2 胡正飛,吳杏芳;等離子體表面改性在材料保護(hù)研究中的進(jìn)展[J];表面技術(shù);2000年05期

3 劉伯元;中國(guó)粉體表面改性設(shè)備的進(jìn)展[J];中國(guó)粉體技術(shù);2003年03期

4 ;《表面改性納米二氧化硅》廠會(huì)協(xié)作項(xiàng)目出成果[J];科技和產(chǎn)業(yè);2003年04期

5 彭惠民;對(duì)金屬表面改性的新方法[J];鐵道機(jī)車車輛工人;2005年04期

6 張贏超;葉紅齊;陳加娜;周濤;;鋁粉的表面改性[J];中國(guó)粉體技術(shù);2007年02期

7 李延報(bào);李懷棟;程新;劉文浩;李東旭;許仲梓;;無(wú)定形磷酸鈣的硬脂酸表面改性及其改性后的穩(wěn)定性研究[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);2009年04期

8 劉建平;;表面改性在染整中應(yīng)用研究[J];染整技術(shù);2010年07期

9 張敏;王曉剛;陳進(jìn);鄧麗榮;陸樹河;華小虎;;表面改性對(duì)β-SiC微粉流動(dòng)性的影響[J];硅酸鹽通報(bào);2011年03期

10 胡楠;何力軍;鐘景明;孫本雙;王立惠;許德美;;超細(xì)鋁粉表面改性的各種方法及其研究進(jìn)展[J];材料保護(hù);2011年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉伯元;徐凌秀;黃學(xué)祥;李成偉;;中國(guó)粉體表面改性設(shè)備的進(jìn)展[A];第九屆全國(guó)粉體工程學(xué)術(shù)會(huì)暨相關(guān)設(shè)備、產(chǎn)品交流會(huì)論文專輯[C];2003年

2 劉新海;楊友生;李一波;楊康平;;硅灰石粉體表面改性紅外光譜分析與機(jī)理研究[A];中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)2004年年會(huì)暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會(huì)會(huì)議文集[C];2004年

3 張贏超;葉紅齊;陳加娜;周濤;;鋁粉的表面改性[A];中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)2006年年會(huì)暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

4 鄭水林;;無(wú)機(jī)粉體表面改性技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[A];2011年全國(guó)鎂鹽行業(yè)年會(huì)暨環(huán)�！ぷ枞肌ゆV肥研討會(huì)論文集[C];2011年

5 劉伯元;;中國(guó)粉體表面改性的最新進(jìn)展[A];2003年全國(guó)粉體設(shè)備—技術(shù)—產(chǎn)品信息交流會(huì)論文集[C];2003年

6 劉董兵;駱劍軍;;國(guó)內(nèi)無(wú)機(jī)粉體干法表面改性面臨的問題分析[A];2006中國(guó)非金屬礦工業(yè)大會(huì)暨第九屆全國(guó)非金屬礦加工應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)論文專輯[C];2006年

7 張玉忠;鄭水林;劉桂花;;無(wú)機(jī)復(fù)合超細(xì)阻燃填料的表面改性研究[A];顆粒學(xué)前沿問題研討會(huì)——暨第九屆全國(guó)顆粒制備與處理研討會(huì)論文集[C];2009年

8 鄭水林;;粉體表面改性技術(shù)進(jìn)展[A];顆粒學(xué)前沿問題研討會(huì)——暨第九屆全國(guó)顆粒制備與處理研討會(huì)論文集[C];2009年

9 周濤;葉紅齊;Rajesh Dave;Robert Pfeffer;;粘性顆粒表面改性后的流態(tài)化性能[A];中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)2004年年會(huì)暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會(huì)會(huì)議文集[C];2004年

10 李寶智;;用偶聯(lián)劑對(duì)非金屬礦粉體進(jìn)行表面改性及應(yīng)注意的問題[A];2001年海南全國(guó)粉體技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2001年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 李寶智;粉煤灰為橡膠強(qiáng)筋骨[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2003年

2 曉舟;五種高新材料極具潛力[N];中國(guó)包裝報(bào);2003年

3 鄒�？�;碳酸鈣表面改性當(dāng)重視[N];中國(guó)化工報(bào);2000年

4 王雪飛;瓣膜材料“升級(jí)”有望[N];健康報(bào);2000年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 彭湘魯;低成本聚合物電泳芯片的制作、表面改性及其在食品分析中的應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2015年

2 吳翠平;SLG型粉體表面改性機(jī)流場(chǎng)特性與數(shù)值模擬研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2013年

3 王蓮;原子氧自由基陰離子誘導(dǎo)的微生物失活及材料表面改性研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

4 李皓;編織纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的制備及表面改性研究[D];天津大學(xué);2009年

5 王長(zhǎng)全;大氣壓介質(zhì)阻擋放電等離子體對(duì)材料表面改性及其建模研究[D];浙江大學(xué);2006年

6 謝東;超高分子量聚乙烯的表面改性及其耐磨性能研究[D];西南交通大學(xué);2011年

7 姚書典;鈦基貴金屬氧化物涂層陽(yáng)極的失效機(jī)制與表面改性[D];上海大學(xué);2007年

8 楊春莉;羥基磷灰石表面改性、功能化及其應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2009年

9 王瑤;聚丙烯酸酯人工晶狀體的表面改性及生物相容性研究[D];浙江大學(xué);2009年

10 王永忠;表面改性TiO_2光催化作用及對(duì)PVC塑料性能影響[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳正芳;光及大分子調(diào)控的表面改性及其應(yīng)用研究[D];陜西師范大學(xué);2015年

2 穆小燕;基于新型光化學(xué)方法的材料表面微/納米制造[D];陜西師范大學(xué);2015年

3 王新星;納米重晶石的合成及表面改性[D];上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院;2015年

4 李文龍;導(dǎo)電工程塑料PET、ABS制備工藝研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

5 方翠琴;聚丙烯腈基碳纖維表面改性方法的研究[D];北京化工大學(xué);2015年

6 毛艷紅;氨基酸接枝和二氧化硅包覆納米碳酸鈣的合成研究[D];南昌大學(xué);2015年

7 徐志華;有機(jī)硅樹脂表面修飾氫氧化鎂復(fù)合材料的合成與應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2015年

8 榮孟欣;用于裸眼3D顯示的炭黑表面改性及其特性研究[D];電子科技大學(xué);2014年

9 張東生;氫氧化鎂的表面改性研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

10 李鵬章;分子篩的表面改性及其吸附性能的研究[D];山東理工大學(xué);2013年

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