采用商业喷丸工艺对高温合金 In718 部件表面进行纳米结晶
自 21 世纪初以来，人们对利用所谓的表面机械研磨处理 (SMAT) [1] 进行表面纳米晶化产生了浓厚的兴趣。超声喷丸是最常见的工艺之一，其频率范围为 50Hz 至 20kHz，已被证明能够在多种金属材料上有效形成纳米晶粒结构，例如不锈钢、Ti-6Al-4V、铝合金和镍基高温合金等[2,3]。然而，超声喷丸在复杂特征下存在工艺局限性。最近，人们也发现传统的喷丸工艺能够在金属表面产生纳米结构[4, 5, 6]，然而，大多数研究都是在实验室规模进行的，缺乏关于如何将这种表面纳米晶化工艺应用于商业喷丸工艺的大规模生产的系统研究。在工业中，喷丸工艺通常通过在零件表面施加较大的压应力来处理零件表面，从而提高疲劳寿命。通过开发喷丸参数，特别是喷射尺寸、喷射能量和覆盖率，成功采用当前的商业工艺可以实现纳米晶表面，从而产生阶跃变化并进一步提高零件性能。Inconel 718 是一种主要的镍基高温合金，通常制成结构部件，承受各种使用条件，如动态载荷、微动疲劳、磨损和腐蚀环境，所有这些条件都对部件表面的微观结构和性能很敏感。采用超声波喷丸工艺在峰值时效的 Inconel718 高温合金中形成了晶粒尺寸为 12 纳米、深度约为 90 微米的纳米结晶表面 [3]。然而，目前尚缺乏关于在 Inconel 718 合金中制备纳米晶化表面的商业化喷丸工艺的信息。
关键词：纳米晶化、喷丸、显微硬度；残余应力
最初发表于 ResearchGate，2018 年 2 月
作者：Yijun Liu、Ben Mcgrory、Colin Mcgrory
