喷丸强化CNT/Al-Cu-Mg复合材料

表层屈服强度提升23.6%

喷丸处理在复合材料表面引入纳米梯度变形层，显著提高表层屈服强度并引入稳定的残余压应力。

Zhu, Wenlong · Liu, Huabing · Xing, Shilong · 姜传海 · Ji, V.

Materials Characterization 2024

具体参数

表层屈服强度

{'zh': '435', 'en': '435'} MPa

表层纳米晶粒尺寸

{'zh': '50–100', 'en': '50–100'} nm

屈服强度提升幅度

{'zh': '23.6', 'en': '23.6'} %

技术优势

表层屈服强度提升近四分之一

喷丸引入的纳米梯度变形层使表层屈服强度从352 MPa增至435 MPa，增幅23.6%，显著提高了材料抵抗表面塑性变形的能力。

形成纳米梯度变形层

喷丸在表面附近生成了晶粒尺寸50–100 nm的纳米梯度变形层，硬度呈梯度过渡，无突变界面，不易剥落。

残余应力在低载荷下稳定

当外加载荷低于某一特定值时，残余压应力不发生松弛，这为构件的安全服役载荷提供了设计阈值。

应用场景

• 铝基复合材料：为铝基复材提供表层强化方案，无需改变基体成分。
• 碳纤维复合材料：喷丸工艺可在碳纤维复材表面引入压应力，抑制微裂纹。
• 航空航天材料：赋予航空航天铝合金件高抗疲劳表面和稳定的残余压应力。
• 表面强化：用纳米梯度变形层实现强度与韧性的表层协同提升。