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摘要表面纳米化是近二十年迅速发展起来的一种极具潜能的纳米技术。本文以工业纯钛TA2为原料，利用旋转加速喷丸（Rotational Accelerated Shot Peening, RASP）设备在样品上进行表面纳米化处理，对其进行其微观组织的观察，粗糙度，拉伸性能的测试。得到以下结论：
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1．工业纯钛经过喷丸处理，纯钛表层的晶粒尺寸沿厚度方向逐渐增大，呈梯度分布，晶粒尺寸由纳米量级增至微米量级，最表面晶粒尺寸最小。
2. 经过不同时间的表面纳米化处理时，一开始样品的粗糙度随着处理时间的增加而增加，30min过后粗糙度又随处理时间的增长而减少。
3. 拉伸实验结果表明，喷丸后样品延伸率明显降低，而抗拉强度与屈服极限有一定程度提高。26055
关键词 表面纳米化处理 工业纯钛 旋转加速喷丸 粗糙度 力学性能 结构
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Microstructures and mechanical properties of pure titanium induced by surface nanocrystallization
Abstract
Surface nanocrystallization technology developed rapidly in the last two decades, since it has great application potential. In this paper, industrial pure titanium was used as raw material, by using of the Rotational Accelerated Shot Peening (RASP) treatment, the microstructures and mechanical properties were investigated, in addition to surface roughness. The following conclusions can be made:
1. The surface layer grain size of titanium gradually increases along the thickness direction, gradient structures were formed,i.e., from nanoscale grains in the top surface to coarse grains in the interior.
2. After different time of nano surface treatment, the roughness of the samples increased with the increase of processing time before 30 minutes andthe roughness decreased with the increment of treat time after 30 minutes.
3. Tensile results showed that the sample ductility decreased significantly, while the tensile strength and yield strength increased.
Keywords Surface nanocrystallization; Commercially pure titanium; Rotary Accelerated; Shot Peening; Roughness ; Mechanical property; Microstructures
目 次
1 绪论 1
1.1 纳米材料 1
1.2 纳米材料的制备 1
1.3 表面纳米化 2
1.3.1 表面纳米化的由来 2
1.3.2 表面纳米化的基本方式 2
1.3.3 塑性变形引起金属材料表面纳米化 4
1.3.4 表面自身纳米化的结构特征和性能 4
1.3.5金属材料表面纳米化的应用 5
1.4 纯钛表面纳米化的研究状况 6
1.5本文研究的内容 7
2 实验部分 8
2.1 实验材料 8
2.2 试样制备 8
2.3 性能测试与表征 9
2.3.1 金相观察 9
2.3.2 粗糙度测试 9
2.3.3 拉伸测试 10
3 实验结果与分析 11
3.1 金相观察分析 11
3.2 粗糙度测试分析 12
3.3 拉伸结果分析 16
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
1 绪论
1.1 纳米材料
本课题主要研究表面纳米化，在此之前，首先需要简单了解表面纳米化中纳米的概念。纳米这个材料学术语，在科学上有正式的的统一规范，是在1990年的美国巴尔的摩召开的第一届纳米材料科技会议上，该会议正式规定纳米材料的基本定义是构成材料的基本单元在三文空间中至少有一文处在纳米量级范围（0.1nm～100nm）。