钛合金表层机械处理的纳米化组织、力学性能与机理研究进展

发布时间：2018-10-11 19:00

【摘要】：机械诱发局部剧烈塑性变形方法是钛合金表层纳米化的主要方法,主要包括表层机械研磨方法、超音速微粒轰击方法、高能喷丸方法和激光脉冲喷丸方法等。通过控制表层机械处理参数可在钛合金表层制备出一定厚度的纳米组织,并沿厚度方向由纳米晶逐渐过渡到基体的粗晶组织;表层纳米组织的形成明显提高了钛合金表层的强度、硬度和抗腐蚀性能等。钛合金的表层纳米化机理受α相和β相含量的影响较大,α相含量为主的钛合金中孪晶分割细化机制占主导地位;β相含量为主的钛合金中位错分割细化机制占主导地位。在总结钛合金表层纳米化近年来取得的进展基础上指出了该技术今后的研究发展方向。
[Abstract]:The method of mechanical induced local severe plastic deformation is the main method of nanocrystallization of titanium alloy surface, including surface mechanical grinding method, supersonic particle bombardment method, high-energy shot peening method and laser pulse shot peening method, etc. By controlling the mechanical treatment parameters of the surface layer, a certain thickness of nanocrystalline structure can be prepared on the surface of titanium alloy, and the coarse grain structure of titanium alloy can be gradually transferred from nanocrystalline to matrix along the direction of thickness. The strength, hardness and corrosion resistance of titanium alloy were obviously improved by the formation of surface nanostructure. The surface nanocrystalline mechanism of titanium alloys is greatly affected by 伪 phase and 尾 phase content. The twinning thinning mechanism is dominant in titanium alloys with 伪 phase content and dislocation segmentation refinement mechanism in titanium alloys with 尾 phase content. On the basis of summarizing the progress of titanium alloy surface nanocrystallization in recent years, the future research direction of this technology is pointed out.
【作者单位】： 西北工业大学材料学院;
【基金】：凝固技术国家重点实验室(西北工业大学)自主研究课题资助项目(KP201305) 西北工业大学科技创新基金资助项目(2012KJ02002) 国家自然科学基金资助项目(51275416)
【分类号】：TG178

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘刚,雍兴平,卢柯;金属材料表面纳米化的研究现状[J];中国表面工程;2001年03期

2 杨磊;赵秀娟;陈春焕;陈婷婷;徐祥来;任瑞铭;;纯钛高能喷丸表面纳米化后粗糙度的分析[J];中国表面工程;2006年04期

3 欧信兵;张津;;强烈塑性变形表面纳米化的研究现状[J];表面技术;2008年03期

4 熊天英,刘志文,李智超,吴杰,金花子,李铁藩;超音速微粒轰击金属表面纳米化新技术[J];材料导报;2003年03期

5 ;Surface Nanocrystallization (SNC) of Metallic Materials-Presentation of the Concept behind a New Approach[J];Journal of Materials Science & Technology;1999年03期

6 ;Characterization and Properties of Nanostructured Surface Layer in a Low Carbon Steel Subjected to Surface Mechanical Attrition[J];Journal of Materials Science & Technology;2003年01期

7 ;Mechanical and Wear Properties of Nanostructured Surface Layer in Iron Induced by Surface Mechanical Attrition Treatment[J];Journal of Materials Science & Technology;2003年06期

8 韩靖;盛光敏;周小玲;孙建春;;表面纳米化钛合金与不锈钢扩散连接[J];稀有金属材料与工程;2010年01期

9 李礼;朱有利;;Ti6Al4V合金超声深滚层的组织结构特征[J];稀有金属材料与工程;2010年10期

10 葛利玲;袁战伟;井晓天;卢正欣;;纯钛(TA2)表面纳米化及其热稳定性研究[J];稀有金属材料与工程;2011年07期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 肖华星,陈光;大块非晶晶化研究的现状和动态[J];兵器材料科学与工程;2003年01期

2 侯根良,王汉功,杨晖,苏勋家;冷喷涂技术制备纳米涂层[J];兵器材料科学与工程;2003年02期

3 吴波;谭建松;王建平;庞铭;胡定云;;表层纳米化材料微压痕试验与数值模拟[J];兵器材料科学与工程;2010年01期

4 张俊宝;王爱香;张宇军;;表面纳米化诱导GCr15钢渗碳体溶解行为研究[J];宝钢技术;2011年02期

5 张俊宝;王爱香;梁永立;;表面机械研磨纳米化GCr15钢摩擦磨损性能研究[J];宝钢技术;2011年02期

6 吕寿丹;王镇波;卢柯;;表面纳米化AISI H13钢的渗铬处理及其耐磨性[J];宝钢技术;2011年02期

7 梁永立;张宇军;张俊宝;;超音速微粒轰击纳米化拉矫辊表面形貌与力学性能研究[J];宝钢技术;2011年02期

8 梁乃茹;纳米金属复合材料制备的研究进展[J];包钢科技;2005年01期

9 李启鹏;李应红;何卫锋;刘海雷;;激光冲击强化提高主动连杆振动疲劳性能[J];北京航空航天大学学报;2012年01期

10 杨磊;赵秀娟;陈春焕;陈婷婷;徐祥来;任瑞铭;;纯钛高能喷丸表面纳米化后粗糙度的分析[J];中国表面工程;2006年04期

相关会议论文 前10条

1 张卫国;姚素薇;赵转清;龚正烈;;电化学法制备纳米晶Ni-W-P/p-Si电极及其催化析氢特性[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年

2 吴宇飞;;新技术使FRP应用更安全(英文)[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年

3 戴翠英;江山;潘勇;周益春;;纳米晶镍镀层的喷射电沉积制备及显微硬度[A];祝贺郑哲敏先生八十华诞应用力学报告会——应用力学进展论文集[C];2004年

4 谢季佳;段桂花;武晓雷;洪友士;;电解沉积纳米镍退火析出相的EBSD分析[A];第二届全国背散射电子衍射（EBSD）技术及其应用学术会议暨第六届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2007年

5 张艳辉;晁月盛;耿岩;;低频脉冲磁场对非晶合金Fe_(78)Si_9B_(13)稳定性的影响[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年

6 邓晓燕;张志琨;崔作林;;纳米Pb和Bi的热稳定性[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年

7 叶锡生;林东生;焦正宽;张立德;;纳米电介质材料与高储能小型电容器[A];材料科学与工程技术——中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年

8 吕晓仁;李曙;刘阳;张荣禄;;超音速微粒轰击表面纳米化及其耐磨性初步探讨[A];2006全国摩擦学学术会议论文集（三）[C];2006年

9 葛利玲;;40Cr钢表面纳米化对气体渗氮行为的影响[A];陕西省机械工程学会理化检验分会第八届年会论文集[C];2009年

10 孙成林;;2003年中国粉体工业现状[A];2004年全国选矿新技术及其发展方向学术研讨与技术交流会论文集[C];2004年

相关博士学位论文 前10条

1 徐开东;镁合金高能表面强化研究[D];华中科技大学;2010年

2 刘剑英;铝合金弹性熨压加工表面组织性能及工艺可靠性研究[D];吉林大学;2011年

3 张悦;典型金属的剧烈塑性变形与组织性能演变[D];南京理工大学;2010年

4 雷若姗;高强度Cu-Nb纳米弥散强化铜合金的制备及其相关基础问题的研究[D];中南大学;2011年

5 徐开东;镁合金高能撞击表面纳米化与激光合金化研究[D];华中科技大学;2010年

6 陈亚军;热障涂层热生长氧化物形成及生长过程的干预与控制研究[D];天津大学;2010年

7 任涛林;Q235钢和定向凝固钛铝合金板坯表层塑性变形及微观组织演变[D];哈尔滨工业大学;2011年

8 吴业琼;纳米晶化18Ni合金稀土共渗层晶粒组织特征和生成相性质[D];哈尔滨工业大学;2011年

9 廖礼宝;金属表面纳米晶化方法及性能研究[D];华东理工大学;2011年

10 温爱玲;表面纳米化对钛及其合金疲劳性能的影响[D];大连交通大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 蒋建军;二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D];河南理工大学;2010年

2 刘慧苹;高纯度Ti_3Al粉末的制备研究[D];郑州大学;2010年

3 路绍琰;碱式硼酸镁晶须和六方片状氢氧化镁的水热制备及表征[D];中国海洋大学;2010年

4 张霄;激光冲击强化12Cr2Ni4A钢的组织细化和表面残余应力变化[D];西北大学;2010年

5 常鹏程;块体纳米晶金属材料表面微观结构表征[D];沈阳理工大学;2010年

6 梁骁;铝阳极氧化膜表面TiO_2/Cu纳米复合镀层制备[D];沈阳大学;2010年

7 安艳丽;纯铁表面机械研磨相关问题及表面吸附CO的第一性原理研究[D];太原理工大学;2011年

8 赵琪;钛合金齿轮表面等离子Mo合金化研究[D];太原理工大学;2011年

9 苏娟;表面纳米化对铜合金组织及性能的影响[D];太原理工大学;2011年

10 梁秋颖;不同晶粒尺寸Cu-Ag合金腐蚀电化学行为研究[D];沈阳师范大学;2011年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘刚,雍兴平,卢柯;金属材料表面纳米化的研究现状[J];中国表面工程;2001年03期

2 温爱玲,陈春焕,郑德有,沈继原,任瑞铭;高能喷丸表面纳米化对工业纯钛组织性能的影响[J];表面技术;2003年03期

3 于治水,李晓泉,王凤江,吴铭芳,王宇;中间过渡金属对阻尼铜与不锈钢扩散焊接头强度的影响[J];船舶工程;1999年04期

4 熊天英,王吉孝,金花子,李铁藩,王佳杰;0Cr18Ni9Ti钢焊接接头表面纳米化及接头抗H_2S应力腐蚀性能的研究[J];材料保护;2005年01期

5 熊天英,刘志文,李智超,吴杰,金花子,李铁藩;超音速微粒轰击金属表面纳米化新技术[J];材料导报;2003年03期

6 陈彬;林栋j;曾小勤;卢晨;;深度塑性变形法的研究现状和前景[J];材料导报;2006年09期

7 韩靖;盛光敏;胡国雄;;金属材料表面自纳米化研究现状[J];材料导报;2007年S1期

8 颜婧;盛光敏;;表面纳米化后表层纳米结构的热稳定性研究现状[J];材料导报;2008年06期

9 石继红,武保林,刘刚;316L不锈钢表面纳米化后腐蚀性能研究[J];材料工程;2005年10期

10 巴德玛;马世宁;李长青;;Cr-Si合金钢表面纳米晶热稳定性的研究[J];材料工程;2008年08期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 闫鹏勋,吴志国,徐建伟,张玉娟,李鑫,张伟伟;纳米结构TiN薄膜的制备与性能研究[J];人工晶体学报;2004年06期

2 程江波;梁秀兵;徐滨士;吴毅雄;;铁基非晶纳米晶涂层组织及耐冲蚀性能的研究[J];稀有金属材料与工程;2009年12期

3 左杨;夏荣;屠姗姗;孙磊;徐基亮;刘春;;纯钛种植体表面的纳米改性研究[J];安徽医科大学学报;2013年10期

4 沈长斌;杨怀玉;王胜刚;龙康;王福会;;在稀硫酸中添加硫脲对块体纳米晶纯铁腐蚀行为的影响[J];材料研究学报;2008年06期

5 梁秀兵;程江波;白金元;陈永雄;徐滨士;;铁基非晶纳米晶涂层组织与冲蚀性能分析[J];焊接学报;2009年02期

6 程江波;梁秀兵;徐滨士;吴毅雄;;铁基非晶纳米晶涂层组织及磨损性能研究[J];材料工程;2009年05期

7 刘莉莉;麦永津;揭晓华;于能;郑向新;;45~#钢表面纳米晶层的高温磨损特性[J];摩擦学学报;2010年03期

8 巴德玛;马世宁;孟凡军;;38CrSi钢表面纳米结构层力学性能的研究[J];材料热处理学报;2007年05期

9 马世宁;王翔;王晓明;;7A52铝合金表面纳米晶层的电化学腐蚀性能[J];中国表面工程;2011年05期

10 孙冬柏;;孙冬柏教授谈非晶纳米(晶)高耐蚀耐磨涂层制备技术以及应用前景[J];中国表面工程;2006年02期

相关会议论文 前10条

1 孙冬柏;;非晶纳米晶复合涂层的制备技术与性能[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年

2 徐滨士;史佩京;董世运;王海斗;许一;;纳米电刷镀技术——再制造工程中的关键技术[A];2005年上海市电镀与表面精饰学术年会论文集[C];2005年

3 刘莉;李瑛;王福会;;磁控溅射纳米晶金属薄膜点蚀行为研究[A];2010年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议摘要集[C];2010年

4 刘莉;李瑛;王福会;;溅射纳米晶金属材料电化学腐蚀行为研究[A];2010年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议摘要集[C];2010年

5 周力平;;纳米电刷镀镍的应用、机理探讨[A];2005'（贵阳）表面工程技术创新研讨会论文集[C];2005年

6 孙建春;陈登明;兰伟;;HESP法实现工业纯铁表面自纳米化工艺的研究[A];2010中国·重庆第七届表面工程技术学术论坛暨展览会论文集[C];2010年

7 潘晨;刘莉;李瑛;王福会;;磁控溅射304不锈钢纳米晶薄膜点蚀行为研究[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年

8 刘莉;李瑛;王福会;;溅射纳米晶金属材料电化学腐蚀行为研究[A];第八届全国表面工程学术会议暨第三届青年表面工程学术论坛论文集（七）[C];2010年

9 郑国龙;王从曾;穆静静;黄建斌;;多弧离子镀制备TiN/Ni纳米复合超硬膜的研究[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年

10 曹中秋;于龙;张轲;张媛;;纳米化对Ag-50Ni在HCl介质中的腐蚀电化学行为的影响[A];2010年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议摘要集[C];2010年

相关博士学位论文 前8条

1 徐瑞东;脉冲电沉积制备纳米颗粒增强金属基复合材料的研究[D];昆明理工大学;2008年

2 向斌;纳米TiO_2对氯醚树脂及其防腐涂料性能的影响[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2004年

3 张建新;等离子喷涂纳米结构Al_2O_3-13wt.%TiO_2涂层组织及性能研究[D];河北工业大学;2007年

4 董艳春;反应等离子喷涂纳米TiN涂层材料的研究[D];河北工业大学;2006年

5 于萍;添加活性元素Y对溅射K38纳米晶涂层高温腐蚀行为的作用机制[D];天津大学;2008年

6 罗伟;纳米晶铜块体材料的制备和腐蚀行为研究[D];浙江大学;2006年

7 炊鹏飞;基于快速多重旋转碾压的低碳钢与不锈钢表面纳米化研究[D];山东大学;2013年

8 方坤;纳米贝氏体钢焊接接头再纳米化强化方法与加速机制[D];哈尔滨工业大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘林林;微合金化和复合化对纳米晶Ti_5Si_3涂层性能影响的研究[D];南京航空航天大学;2011年

2 孙淼;纳米晶304不锈钢腐蚀行为的研究[D];沈阳工业大学;2010年

3 郝允卫;机械纳米化钢表层的扩散与腐蚀[D];复旦大学;2008年

4 王承滔;激光水膜熔凝制备单元体纳米晶对摩擦磨损性能的影响[D];吉林大学;2010年

5 孙健;双阴极等离子溅射制备纳米硅化物涂层的研究[D];南京航空航天大学;2009年

6 张关震;FeCrBCSi系非晶/纳米晶电弧喷涂层组织和性能的研究[D];北京工业大学;2011年

7 朱玉涛;纳米组织Zr-4合金腐蚀性能研究[D];广西大学;2008年

8 李谋;脉冲偏压电弧离子镀纳米硬膜的制备与表征[D];大连理工大学;2005年

9 华小社;Ni-SiC纳米复合电镀工艺的研究[D];西安理工大学;2006年

10 关耀辉;等离子喷涂纳米硫化物涂层的显微结构与摩擦学性能研究[D];中国农业大学;2005年

，

本文编号：2264905