地区：上海市 宝山区
关键词：燕山大学;东北大学秦皇岛分校
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004444
成果描述：
| 该项目属材料科学领域。超细化/纳米化致材料性能出现奇异，引起极大关注。该项目以奥氏体和铁素体钢为对象，采用表面严重塑性变形、变形-相变/再结晶耦合及低温相变方法，在钢表面层和大块整体制备超细化/纳米化组织，并研究超细化/纳米化的方法、原理、组织特点和性能及其关系。这对发展钢铁材料组织超细化/纳米化技术与理论有重要意义。内容包括：奥氏体钢表面层及整体纳米化；含纳米碳化物双峰尺寸分布超细晶低碳钢的制备及塑性改善；简单合金体系硅?铬高碳钢的纳米贝氏体制备。发现点：1.含氮奥氏体中锰钢和奥氏体不锈钢喷丸表面纳米化。动电位极化行为研究发现，表面纳米化显著降低了不锈钢的阳极和钝化电流密度，形成高击穿电位的钝化膜，提高了均匀和局域腐蚀抗力。为理解纳米材料耐蚀性机理和提高耐蚀性提供了新的参考。2.奥氏体不锈钢低温和室温塑性变形，得到了平均厚度分别为～74和～200nm的板条结构，退火后获得～100mn的“马氏体+奥氏体”纳米晶。低温变形有利马氏体形成，退火发生的马氏体逆转变有利晶粒细化和大角晶界形成，这加深了对形变-相变耦合细化机理的理解。3.随压下量增大，奥氏体中锰钢室温单轴压缩塑性变形微观机制由位错滑移转变为形变孪晶。形变孪晶启动存在临界压下量，压下量达50%时，可制备多重纳米孪晶组织。加深了奥氏体锰钢变形微观机制的理解，丰富了严重塑性变形细化理论。4.提出改善超细晶低碳钢塑性的含纳米碳化物的双峰晶粒尺寸分布组织策略及其制备原理与技术。为超细晶钢塑性的改善和强度-塑性调控提供途径。5.率先开展简单合金体系硅-铬高碳钢的纳米贝氏体转变行为、耐磨性及磨面组织演变机理、冲击韧性及断裂机制方面的研究，推进了基于纳米贝氏体的表面硬化技术的发展，为其作为耐磨材料应用提供了参考。 提供的20篇论文被SCI他引共225次，8篇代表性论文被SCI他引141次（单篇他引最高61次），引文发表在Progress in Materials Science（SCI影响因子IF27.42）、Materials Science & Engineering R(IF15.5)、Nanoscale (IF7.394)、ACS Applied Materials & Interfaces（IF6.723）、Acta Biomaterialia (IF6.025)、Acta Materialia（IF4.465）、Electrochimica Acta（IF4.504）、Corrosion Science（IF4.422）等，涉及生物材料、纳米材料、材料物理与化学、电化学、腐蚀科学等领域。引用给出的评价概括：表面纳米化改善极化行为，容易钝化，且击穿电位高，有效提高金属合金耐蚀性。受喷丸诱导组织变化启发，开展空化水射流喷丸纯Ti的近表面层微观组织研究。肯定了用塑性变形诱发马氏体，然后重新加热马氏体逆转变为奥氏体是亚稳奥氏体钢晶粒细化的可行方案，提供了用严重塑性变形制备大块纳米晶粒材料的实用前景。铁素体-马氏体双相冷变形后退火获得了双峰晶粒尺寸分布超细晶+纳米碳化物，提高超细晶钢塑性，获得良好的强度-塑性组合。纳米贝氏体钢干滑动磨损过程中，残余奥氏体转变成马氏体提供硬化，且表面形成纳米晶组织，对改善耐磨性有决定性作用，推进了基于纳米贝氏体的表面硬化技术的发展。 |
