纯铁表面机械研磨组织中的特殊扩散行为研究

来源: http://www.chuntie.com.cn/  作者: http://www.chuntie.com.cn/  时间: 2013-09-25

　　纳米金属材料所具有的独特的力学性能及物理化学性质，近年来引起了国际学术界与产业界的go阿杜重视。其中表面纳米化技术的研究更是引起了人们的普遍注意，通过金属表面组织和性能的优化可以提高次啊聊的整体力学性能和环境服役能力。同时考虑大规模应用与成本等方面的因素，表面纳米化技术被认为是最有可能取得实际应用的技术之一。除热处理技术外，表面自身纳米化可以通过喷丸、冲击和机械研磨等方法实现，人们已利用机械法在纯铁、低碳钢和不锈钢等常规金属材料表面制备出纳米结构表层。这种材料的主要特征是：纳米晶层厚度超过数微米，晶粒尺寸沿厚度方向逐渐增大，与基体间不存在明显界面；晶粒尺寸可以在几百度的温度下保持，如纯铁可达650K，碳钢可超过750K；晶界无污染，无微观孔洞；表层具有高的硬度，抗磨性好；具有高的晶界体积分数，表层扩散好，易进行渗层处理，在耐蚀耐磨性方面具有巨大开发应用潜力。

        目前钢铁表面纳米化研究还处于起步阶段，工作内容主要集中在制备工艺、结构表征、组织与性能关系、热稳定性等方面。为了实现这种新技术的工业应用，需要解决多方面的问题。其中纳米化层中的扩渗以及渗层性能研究就是非常值得关心的问题。为了使纳米化层得到有效的应用，要求其在耐磨、耐蚀和稳定性方面具有优良的综合性能，这些优良性能可以通过渗层技术得到，而纳米化层的开放结构中包含的大量短路扩散通道使得扩渗可以在低温下实现。另外，纳米化层中的扩渗元素分布与传统材料可以有极大差别，可以提供非纳米结构不可能获得的特别性能。

        本文选取纯铁为研究对象，利用表面机械研磨处理得到纳米结构表层，利用纳米化结构所具有的大量晶界在低温下实现AL元素在材料表面的渗入，对试样表面纳米化前后以及纳米化体系经扩渗处理前后的结构和性能进行了表征及比较，对于金属表面纳米化的实际应用具有指导意义。