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其实验工艺参数主要包括弹丸能量(与弹丸的直径和速度有关)、碰撞频率、作用方向和处理时间等。对于喷丸法，影响因素还包括超声功率、容器形状和弹丸数目[4]。
弹丸能量大有助于增加变形层厚度、缩短表面处理时间；碰撞频率高可以缩短表面处理的时间，并对材料的变形方式产生一定的影响；弹丸以随机方向作用于材料表面有助于材料在不同的方向产生塑性变形。由此可见，增加弹丸能量和碰撞频率并使其以随机方向作用于材料的表面均有助于材料的塑性变形。增加处理时间只能增加应力场波及范围内的塑性变形量,而不会使塑性变形和纳米化进程在沿厚度的方向上无限地延伸[24]。
1.3.2 超声冲子冲击技术
应用超声冲子冲击工艺,可在Fe或不锈钢表面获得晶粒的平均尺寸为10~20 nm的表面层。该技术的优点是可以在复杂形状零件表面获得纳米晶表面层。该技术为整体材料的纳米晶化处理提供一个基本途径。
1.3.3 纳米热喷涂技术
热喷涂纳米涂层分为三类:单一纳米涂层体系;两种纳米材料构成的复合涂层体系；添加纳米颗粒材料的复合体系。目前研究工作集中在第三种,即在传统涂覆层技术基础上,添加复合纳米材料,在较低成本下,使涂覆层功能得到显著提高。
1.3.4 SMAT技术(表面机械研磨处理)
SMAT技术是使材料表面产生往复强烈塑性变形的表面机械处理技术。在外加载荷的重复作用下,材料表面的粗晶组织通过不同方向产生的强烈塑性变形而逐渐细化至纳米量级。这种处理方法的加载方式如图1-2，在一个容器中放置大量的球形弹丸，容器上部固定样品，下部与振动发生装置相连，工作时弹丸在容器内作高速振动，并以随机的方向与样品表面发生碰撞。对于单次碰撞来说，材料表面晶粒内某些达到临界分切应力的滑移系可以开动、产生位错。如果弹丸的后续碰撞方向发生变化，就会促使晶粒的其他滑移系开动(图1-3)，多系滑移和多系孪生变形均有助于加快纳米化的进程[4]。在设计工艺时，应适当地增加载荷的能量和碰撞频率，并使其以不同的方向作用在材料的表面，因为这些因素决定纳米结构表层的厚度和纳米晶的尺寸。这种由表面机械加工处理导致的表面自身纳米化的过程包括:材料表面通过局部强烈塑性变形而产生大量的缺陷,如位错、孪晶、层错和剪切带;当位错密度增至一定程度时,发生湮没、重组,形成具有亚微米或纳米尺度的亚晶,另外随着温度的升高,表面具有高形变储能的组织也会发生再结晶,形成纳米晶；此过程不断发展,最终形成晶体学取向呈随机分布的纳米
晶组织。
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