梯度纳米结构圆棒样品的自平衡制备装置研发及性能表征
发布时间：2023-12-09 19:16
纳米结构材料相比传统粗晶材料具有更高的强度,但是加工硬化能力、塑性和韧性显著降低,使得纳米结构材料的应用和发展受到了极大地制约。研究发现梯度纳米结构材料可以有效地克服纳米结构材料的性能缺点,能在提高材料强度的同时保持良好的塑性。本文针对梯度纳米结构圆棒样品的制备技术和性能特点进行研究,主要包括以下几个部分:(1)基于表面机械滚压处理(SMRT)技术设计了一款梯度纳米结构圆棒样品的自平衡制备装置。通过自平衡滚压装置使材料表面产生高应变速率的强烈塑性变形,从而细化晶粒,制备出梯度纳米结构材料。梯度纳米结构圆棒样品的自平衡制备装置主要包括普通车床、自平衡滚压装置、滚压压力系统和工作液循环系统。(2)制备了梯度纳米结构316L不锈钢样品,并对其进行性能表征。316L不锈钢母材中大部分为奥氏体,马氏体的体积分数约为3.6%。晶粒尺寸范围从18μm到222μm,平均晶粒尺寸为53μm。样品的外部梯度层(最大深度为50μm)主要由具有大量马氏体的梯度纳米结构层组成,平均晶粒尺寸从120 nm逐渐增加到260 nm。从50μm到250μm的深度,存在大量具有马氏体相变的超细晶,平均晶粒尺寸为260 n...
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 纳米结构材料概述
1.1.1 纳米结构材料定义和分类
1.1.2 纳米金属材料的制备方法
1.1.3 纳米材料的力学性能
1.2 梯度纳米结构材料及其制备
1.2.1 梯度纳米结构材料的概述
1.2.2 梯度纳米结构材料制备技术
1.3 梯度纳米结构材料的主要性能特点
1.3.1 硬度与耐磨性
1.3.2 强度与塑性
1.3.3 疲劳性能
1.3.4 表面粗糙度
1.4 本文研究的目的与内容
1.4.1 研究目的和意义
1.4.2 研究内容
第二章 梯度纳米结构圆棒样品的自平衡制备装置研发
2.1 引言
2.2 梯度纳米结构圆棒样品的自平衡制备装置设计
2.2.1 整体设计方案
2.2.2 普通车床的选择
2.2.3 自平衡滚压装置的设计
2.2.4 滚压压力系统的设计
2.2.5 工作液循环系统的设计
2.3 设备的组装与调试
2.4 自平衡滚压装置滚压压力的测量
2.5 本章小结
第三章 梯度纳米结构样品的性能表征仪器与方法
3.1 金相组织
3.2 显微结构与相成分
3.3 显微硬度
3.4 表面残余应力
3.5 拉伸力学性能
3.6 表面粗糙度
3.7 实验辅助设备
第四章 梯度纳米结构316L不锈钢的制备及性能表征
4.1 引言
4.2 梯度纳米结构材料的单向加压制备装置
4.3 梯度纳米结构316L不锈钢的微观结构
4.4 梯度纳米结构316L不锈钢的显微硬度
4.5 梯度纳米结构316L不锈钢的拉伸力学性能
4.6 梯度纳米结构316L不锈钢的表面粗糙度
4.7 梯度纳米结构316L不锈钢的表面残余应力
4.8 本章小结
第五章 梯度纳米结构310S不锈钢的制备
5.1 引言
5.2 310 S不锈钢(热处理)的SMRT加工
5.2.1 310 S不锈钢的热处理
5.2.2 310 S不锈钢(热处理)的表面压痕试验
5.2.3 SMRT加工310S不锈钢(热处理)的加工方式与工艺参数
5.3 310 S不锈钢(未热处理)的SMRT加工
5.4 本章小结
第六章 梯度纳米结构310S不锈钢的性能表征
6.1 梯度纳米结构310S不锈钢圆棒样品的制备
6.2 梯度纳米结构310S不锈钢(热处理)的主要性能特点
6.2.1 310 S-HT不锈钢的金相组织
6.2.2 310 S-HT不锈钢的拉伸力学性能
6.2.3 310 S-HT不锈钢的显微硬度
6.2.4 310 S-HT不锈钢的表面残余应力
6.2.5 310 S-HT不锈钢的表面粗糙度
6.3 梯度纳米结构310S不锈钢(未热处理)的主要性能特点
6.3.1 310 S-LT不锈钢的拉伸力学性能
6.3.2 310 S-LT不锈钢的的表面粗糙度
6.3.3 310 S-LT不锈钢的的表面残余应力
6.3.4 310 S-LT不锈钢的的显微硬度
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
1 作者简历
2 专利
学位论文数据集
本文编号：3871994
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 纳米结构材料概述
1.1.1 纳米结构材料定义和分类
1.1.2 纳米金属材料的制备方法
1.1.3 纳米材料的力学性能
1.2 梯度纳米结构材料及其制备
1.2.1 梯度纳米结构材料的概述
1.2.2 梯度纳米结构材料制备技术
1.3 梯度纳米结构材料的主要性能特点
1.3.1 硬度与耐磨性
1.3.2 强度与塑性
1.3.3 疲劳性能
1.3.4 表面粗糙度
1.4 本文研究的目的与内容
1.4.1 研究目的和意义
1.4.2 研究内容
第二章 梯度纳米结构圆棒样品的自平衡制备装置研发
2.1 引言
2.2 梯度纳米结构圆棒样品的自平衡制备装置设计
2.2.1 整体设计方案
2.2.2 普通车床的选择
2.2.3 自平衡滚压装置的设计
2.2.4 滚压压力系统的设计
2.2.5 工作液循环系统的设计
2.3 设备的组装与调试
2.4 自平衡滚压装置滚压压力的测量
2.5 本章小结
第三章 梯度纳米结构样品的性能表征仪器与方法
3.1 金相组织
3.2 显微结构与相成分
3.3 显微硬度
3.4 表面残余应力
3.5 拉伸力学性能
3.6 表面粗糙度
3.7 实验辅助设备
第四章 梯度纳米结构316L不锈钢的制备及性能表征
4.1 引言
4.2 梯度纳米结构材料的单向加压制备装置
4.3 梯度纳米结构316L不锈钢的微观结构
4.4 梯度纳米结构316L不锈钢的显微硬度
4.5 梯度纳米结构316L不锈钢的拉伸力学性能
4.6 梯度纳米结构316L不锈钢的表面粗糙度
4.7 梯度纳米结构316L不锈钢的表面残余应力
4.8 本章小结
第五章 梯度纳米结构310S不锈钢的制备
5.1 引言
5.2 310 S不锈钢(热处理)的SMRT加工
5.2.1 310 S不锈钢的热处理
5.2.2 310 S不锈钢(热处理)的表面压痕试验
5.2.3 SMRT加工310S不锈钢(热处理)的加工方式与工艺参数
5.3 310 S不锈钢(未热处理)的SMRT加工
5.4 本章小结
第六章 梯度纳米结构310S不锈钢的性能表征
6.1 梯度纳米结构310S不锈钢圆棒样品的制备
6.2 梯度纳米结构310S不锈钢(热处理)的主要性能特点
6.2.1 310 S-HT不锈钢的金相组织
6.2.2 310 S-HT不锈钢的拉伸力学性能
6.2.3 310 S-HT不锈钢的显微硬度
6.2.4 310 S-HT不锈钢的表面残余应力
6.2.5 310 S-HT不锈钢的表面粗糙度
6.3 梯度纳米结构310S不锈钢(未热处理)的主要性能特点
6.3.1 310 S-LT不锈钢的拉伸力学性能
6.3.2 310 S-LT不锈钢的的表面粗糙度
6.3.3 310 S-LT不锈钢的的表面残余应力
6.3.4 310 S-LT不锈钢的的显微硬度
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
1 作者简历
2 专利
学位论文数据集
本文编号：3871994
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