喷丸Mg-8Gd-3Y合金

近表层屈服强度提高24%

采用原位XRD结合微拉伸测量出喷丸薄变形层的力学性能，形成具有超细晶的梯度强化层

Liu, Huabing · Bo, Yang · Jinhan, Zhang · 甘进 · 吴卫国 · 王成蹊 · 姜传海

Journal of Materials Research and Technology 2023

具体参数

最小晶畴尺寸

{'zh': '51', 'en': '51'} nm

强化层屈服强度提升

{'zh': '24', 'en': '24'} %

残余应力松弛稳定周期

{'zh': '5', 'en': '5'} cycles

技术优势

直接测量薄层强度

采用原位XRD结合微型拉伸，避免了传统宏观测试中基体对表层力学响应的掩盖，准确获取了纳米晶强化层的屈服强度。

残余应力快速稳定

表面压缩残余应力在拉伸-拉伸循环载荷下前5个周期内就完成了大部分松弛，之后趋于相对稳定，有利于早期预测构件寿命。

量化梯度强化效应

通过修正Williamson–Hall法计算出表面层最小晶畴尺寸仅51 nm，验证了从表层到内部形成的梯度超细晶结构。

应用场景

• 轻量化结构件：喷丸强化可显著提高镁合金表层屈服强度，在减重同时保障承载能力。
• 航空镁合金：GW83镁合金经喷丸后表层强化，满足航空件对高强轻质的需求。
• 抗疲劳部件：残余压应力快速稳定，有利于提高材料抵抗疲劳裂纹萌生的能力。
• 表面强化工艺：原位XRD方法为喷丸工艺参数优化提供了准确的表层力学性能反馈。