在金屬材料表面制備納米化層可有效提升金屬材料的表面性能,延長其服役壽命。滲碳實驗前進(jìn)行納米化預(yù)處理,能降低滲碳溫度,提高滲碳速度,提高零件的硬度,具有復(fù)合強化的效果。但是目前納米化前處理對滲碳的微觀催滲機制尚不明確,需要開展深入的研究。本文利用超音速微粒轟擊（SFPB）的方式對低碳鋼20Cr2Ni4WA進(jìn)行表面納米化預(yù)處理,之后分別在不同溫度下進(jìn)行滲碳實驗。采用光學(xué)顯微鏡和透射電子顯微鏡對材料表面和截面微觀組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察,利用X射線衍射儀分析了納米層相結(jié)構(gòu),并借助顯微硬度計測量了材料表面和截面硬度,探討了納米化處理對試樣微觀組織、結(jié)構(gòu)、硬度以及滲碳過程的的影響;利用分子動力學(xué)模擬軟件Lammps對納米化過程進(jìn)行模擬,分析了納米化過程中微觀缺陷的形成機制;使用Materials Studio對模擬了碳原子在缺陷中的擴散過程,分析缺陷結(jié)構(gòu)對滲碳過程的影響。研究結(jié)果表明,超音速微粒轟擊處理能在低碳鋼20Cr2Ni4WA表面形成晶粒尺寸30nm以下的納米化層,細(xì)化微觀組織,明顯提高了材料表面的硬度;納米化模擬過程中,在外力作用下材料表面發(fā)生塑性變形,并在晶體內(nèi)部形成缺陷,先后產(chǎn)生空位、以及a... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

表面涂層/沉積納米化示意圖

圖 1.2 表面自身納米化示意圖自身納米化過程利用的是非平衡處理方法。這種方法主要分為兩類法和非平衡熱力學(xué)法。下面分別作介紹。面機械加工處理法加工處理法主要是利用外加載荷的重復(fù)作用，在不同方向上造成強表面的粗晶組織在這種強烈塑性變形下會慢慢細(xì)化，以至尺寸達(dá)到機械加工處理所形成的表面自身納米化包括三個部分[46]：首先，由形會在材料表層形成大量缺陷，如位錯、層錯以及剪切帶；然后，加到一定程度時，將發(fā)生湮沒、重組，形成具有亞微米尺度或者由于溫度升高且存在于表面，形變能較高的組織會發(fā)生再結(jié)晶，，這個過程一直發(fā)展，從而形成晶體學(xué)取向呈現(xiàn)隨機分布狀態(tài)的

圖 1.2 表面自身納米化示意圖化過程利用的是非平衡處理方法。這種方法主要衡熱力學(xué)法。下面分別作介紹。工處理法法主要是利用外加載荷的重復(fù)作用，在不同方向上晶組織在這種強烈塑性變形下會慢慢細(xì)化，以至處理所形成的表面自身納米化包括三個部分[46]：料表層形成大量缺陷，如位錯、層錯以及剪切帶定程度時，將發(fā)生湮沒、重組，形成具有亞微米尺度升高且存在于表面，形變能較高的組織會發(fā)生程一直發(fā)展，從而形成晶體學(xué)取向呈現(xiàn)隨機分布


本文編號：3074856