超声磨削表面梯度结构

表层纳米化强化

在单晶镍合金表面直接磨削出从纳米晶到粗晶的梯度层，无需涂层即可大幅提升表面硬度。

苗庆 · Wenfeng, Ding · 陈涛 · 招标 · 钱宁 · 戴晨伟 · 殷振

Materials Today Communications 2024

参数信息

表面纳米压痕硬度

12.1 GPa

晶粒尺寸范围

29.7 nm

磨削速度

100 m/s

超声振动冲击频率

4.3 times per contact cycle

应变

6.67

应变率

10⁹ s⁻¹

技术优势

无需涂层

梯度结构直接在基体上形成，避免了涂层与基体间的结合力问题。

硬度显著提升

表层纳米压痕硬度达12.1 GPa，超过原始单晶镍合金。

应变率极高

磨削过程中引入约10⁹ s⁻¹的应变率，有利于晶粒细化。

应用场景

• 航空发动机叶片：提高叶片表面硬度和耐磨性，延长服役寿命。
• 高硬模具：获得高硬度表面，减少模具磨损和粘着。
• 耐磨镍基部件：在镍基零件表面形成梯度强化层，提升耐磨性。