原始组织对RASP法制备梯度材料组织与力学性能的影响(2)

因此,有关利用表面纳米化技术提升金属板状或块状材料性能的研究受到了专家学者们的广泛关注。而后陆续通过大量具体的实验得出的数据,也证实了表


因此,有关利用表面纳米化技术提升金属板状或块状材料性能的研究受到了专家学者们的广泛关注。而后陆续通过大量具体的实验得出的数据,也证实了表面纳米化理论应用于提升金属材料各项组织的现实性。随着工业、科学技术的迅猛发展,对传统金属表面技术的一系列优化,才有了今天大量的现代金属表面技术[4-6]。

1.2RASP原理

目前主要使用的有三种方式在块状粗晶金属材料上实现表面纳米化(如图1.1):表面涂层或沉积,混合纳米化,表面自身纳米化。本实验采用的RASP法实现表面高能喷丸纳米化[7]就是表面自身纳米化的一种方法。

高能喷丸(如图1.3)是将一定直径(通常为0.019~0.033英寸)的弹丸以一定的速度撞击金属表面,使金属表面产生一定量的塑性形变,从而在一定厚度上细化表层晶粒的一种表面强化工艺[8]。通过喷丸,可以在金属表层中诱导出有利的残余压应力(如图1.2),从而提高材料的抗应力腐蚀开裂能力并改善材料的疲劳性能[9]。表面高能喷丸技术是近几年新发展起来的,通过强烈塑性变形使原始粗晶晶粒细化至纳米级的加工技术。表面高能喷丸的表面纳米化材料具有独特的特征:晶粒尺寸沿厚度方向逐渐增大;梯度纳米结构表层与粗晶基体之间不存在明显的界面,不容易发生剥层和分离;处理前后材料的外形尺寸基本不变。通过表面高能喷丸处理,可以在金属样品表面层形成了致密的、无污染的纳米晶体结构[10,11],并且随着距离表面深度的增加,金属微观组织呈梯度变化。