316L不銹鋼表面納米化組織與性能研究.pdf

1、金屬材料表面納米化可以在不改變基體化學(xué)成分和外觀(guān)形狀的基礎(chǔ)上，制備出從表層到基體連續(xù)過(guò)渡的納米晶層，以提高材料的整體服役性能，被認(rèn)為是金屬材料改性的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而目前由于工藝和設(shè)備的限制，只能制備小型樣品，不足以投入到工業(yè)應(yīng)用。
　　 本課題采用高速旋轉(zhuǎn)絲引起強(qiáng)烈塑性變形實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)316L不銹鋼進(jìn)行表面處理，探討實(shí)現(xiàn)奧氏體不銹鋼表面納米化的可行性。運(yùn)用金相顯微鏡、X射線(xiàn)衍射、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡等

2、設(shè)備研究樣品的顯微結(jié)構(gòu)變化。運(yùn)用顯微硬度計(jì)對(duì)處理后樣品進(jìn)行表面硬度測(cè)試。結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)高速旋轉(zhuǎn)絲變形處理后，316L不銹鋼表層晶粒細(xì)化至納米量級(jí)，尺寸可達(dá)12nm，沿深度方向，晶粒尺寸呈梯度分布，逐漸增大至原始晶粒大??；表層顯微硬度顯著提高，達(dá)450HV，相比于基體硬度180HV，提高了近2倍，隨著距表面層深度的增加，顯微硬度逐漸降低，與顯微結(jié)構(gòu)的變化相吻合。
　　 對(duì)納米化后的樣品進(jìn)行冷軋?zhí)幚恚韵{米化引起的表面粗糙度的增

3、加。對(duì)軋制后的樣品進(jìn)行表面粗糙度、顯微結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能測(cè)試，研究軋制對(duì)納米晶層的影響。結(jié)果表明：冷軋?zhí)幚砗螅植诙扔蒖α≈3.5μm，Rz≈15μm，降低為Rα≈1.1μm，Rz≈7μm；晶粒尺寸進(jìn)一步減小，由高速旋轉(zhuǎn)絲變形后的約12nm減小到約9nm；材料基體的硬度急劇增大，達(dá)到原基體的兩倍，而塑性大幅下降，斷后伸長(zhǎng)率由95％降低到52％。
　　 對(duì)軋制后的樣品進(jìn)行不同溫度的真空退火處理，以尋找一個(gè)合適的溫度區(qū)間，在消除形變強(qiáng)化