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耐磨尼龍納米化層的研究

發(fā)布日期：2020-06-24 00:00:00　瀏覽次數(shù)：

　耐磨尼龍的表面性能如疲勞、耐蝕、耐磨和熱穩(wěn)定性等決定了其服役環(huán)境和使用壽命,加強(qiáng)鎂合金耐磨尼龍性能的研究,對(duì)于推動(dòng)鎂合金更加廣泛的應(yīng)用并充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢具有重要意義。本文通過高能撞擊誘導(dǎo)表面自身納米化和激光表面合金化兩種工藝來達(dá)到改善鎂合金材料表面性能的目的。

　　系統(tǒng)研究了耐磨尼龍的工藝,優(yōu)化出了適用于鎂合金表面自身納米化的工藝參數(shù)：N2和02壓力為1.5 MPa,氮氧流量比為7：5,煤油流量為4 L/h,撞擊顆粒粒徑為Φ0.5mm、撞擊距離在290-320mm范圍內(nèi)、處理時(shí)間在180-240s間,均能成功實(shí)現(xiàn)鎂合金表面納米化。

　　耐磨尼龍米化層的組織分析表明,撞擊形變層變由嚴(yán)重塑性變形的表層、變形孿晶為主的亞表層及靠近基體輕微變形的過渡層,變形層呈明顯的梯度變化特征。

通過透射電鏡(TEM/HRTEM)對(duì)耐磨板微觀精細(xì)組織結(jié)構(gòu)的觀察和分析,推演出了鎂合金表面納米化的內(nèi)在細(xì)化機(jī)理,并建立了粗大晶粒在劇烈塑性形變條件下納米晶粒形成模型。

即：形變初始階段以孿生為主,同時(shí)伴隨著基面(0001)和棱柱面{1010}或{1120}的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng);形變中期以孿生和位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)/競爭為主,通過前期晶粒一定程度的細(xì)化和溫度的升高,導(dǎo)致交滑移的產(chǎn)生,位錯(cuò)在后期的競爭中占據(jù)主導(dǎo),進(jìn)一步分割殘余孿晶和微觀條帶狀亞結(jié)構(gòu);隨著畸變加劇、變形儲(chǔ)能增加以及位錯(cuò)的增值、湮滅與重排,高能亞結(jié)構(gòu)在足夠的驅(qū)動(dòng)力下發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,最終形成了分布均勻、取向隨機(jī)、晶界清晰的納米晶粒。

　　耐磨尼龍米化層的行為研究表明,納米化層為基體硬度的兩倍左右,硬度縱向分布呈典型的梯度變化特征;納米化層摩擦系數(shù)和磨損失重均顯著減小,磨損機(jī)制為以粘著磨損和磨粒磨損為主,同時(shí)伴隨著氧化磨損;在不同PH值的3.5%NaCl酸、堿、鹽腐蝕介質(zhì)中,納米化層呈現(xiàn)耐蝕性明顯惡化的特征;納米化層熱穩(wěn)定的臨界溫度為330℃;納米化層的微波加熱擴(kuò)散Al-Si合金時(shí),隨著微波加熱溫度的升高,合金化層厚度逐漸增加,納米晶層的合金化層厚度為微米晶層的2-3倍。

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