超音速微粒轰击45钢表面纳米化的研究

孟凡军¹，熊天英²，巴德玛¹，马世宁¹，李长青¹

(1.装甲兵工程学院,再制造技术国防科技重点实验室,北京,100072;
2.中国科学院,金属研究所,辽宁,沈阳,110016)

摘要:采用超音速微粒轰击技术(SFPB)对由铁素体和珠光体组成的45钢进行表面纳米化处理,在材料表面制备了纳米结构表层,利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等分析技术研究了表面纳米结构层不同深度的微观组织结构特征.研究表明:经SFPB处理后,材料表层发生了严重的塑性变形,形成了由铁素体和渗碳体组成的纳米结构层;随着处理时间的增加纳米结构层的厚度由几微米增加到15 μm(晶粒尺寸＜100 nm);在材料的最表层形成了晶粒尺寸约15 nm的具有随机取向的等轴晶,纳米晶粒尺寸随着距表面距离的增加增大;在距表面约为15 μm处,存在平均晶粒尺寸约100 nm的等轴晶和具有相近尺寸的胞状结构;在约30 μm处,大量的高密度位错墙分别将铁素体相和珠光体相分割成尺寸在200～500 nm的胞状结构.分析表明45钢表面纳米化主要是位错运动的结果.

关键词:超音速微粒轰击技术; 表面纳米化; 纳米结构表层; 45钢;

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