快速多重旋转碾压诱导Ti-6Al-4V表面纳米晶及性能研究

摘要：

目的 使Ti-6Al-4V能更好地应用于海洋领域.方法 采用快速多重旋转碾压技术(FMRR)对Ti-6Al-4V表面进行冷变形处理,研究其力学性能.然后,对其进行低温等离子渗氮,渗氮温度为550℃,保温时间4 h.利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和电子显微硬度计等测试设备,对FMRR处理后的Ti-6Al-4V表层组织结构和性能以及等离子渗氮处理后表层组织结构进行表征.结果 经15、30、45 min的FMRR处理后,Ti-6Al-4V表层晶粒细化并获得了纳米结构,对应的平均晶粒尺寸为65～90、45～70和20～40 nm.此时,晶界明显增多,局部存在孪晶、小角度晶界和高密度位错等结构缺陷,电子衍射环连续.同时,Ti-6Al-4V表层结构未出现新相,晶粒细化导致衍射峰略有变宽,也提高了Ti-6Al-4V表面的显微硬度,显微硬度为325～453HV,比处理前提高了约41％.FMRR预处理的试样经过低温等离子渗氮后,基体表面的渗氮层主要包括白色化合物层和过渡层两个区域.结论 FMRR处理为后续低温渗氮提供了能量条件和结构条件,提高了渗氮的速度,最终的渗氮层厚度约为100μm.

关键词：FMRR、渗氮、纳米晶、Ti-6Al-4V、位错

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分类号：TG174.4(金属学与热处理)

资助基金：国家重点研发计划;上海市曙光计划;上海市自然科学基金;科技部国际合作交流项目;科技计划;工程技术研究中心项目

在线出版日期：2021-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：177-183