机械工程学报

作者：韩静, 张政, 宋元明, 孙启胜, 刘志远, 孙甲鹏, 曹超, 赵继云

单位：1. 中国矿业大学机电工程学院 徐州 221116;2. 河海大学力学与材料学院 南京 221100

关键词：钛,梯度纳米,强度,塑性,耐蚀性,表面强化；

基金：国家自然科学基金(U1910212)和江苏省高校优势学科建设工程资助项目。

低的强度极大限制了工业纯钛的应用。采用超声表面深滚压(Ultrasonic severe surface rolling, USSR)制备了高强度、耐腐蚀、光洁表面的高性能纯钛板材。单次USSR加工在纯钛表面获得了厚度约1.3 mm的梯度硬化层和良好镜面效果的光洁表面；USSR试样具有梯度纳米结构表面层，即晶粒尺寸、位错和孪晶密度随深度梯度变化，最表面层晶粒细化至52.2 nm；USSR试样屈服强度和抗拉强度相比未加工试样分别提高了33.8%和10.9%，表面硬度提高了50.9%，同时保持了20.8%的断裂延伸率；USSR试样在Hank’s溶液中的钝化电流密度降低，极化电阻增大，钝化膜稳定性和钝化能力提高。USSR试样的高强度主要来源于晶界强化、位错强化、孪晶强化和异质变形诱导强化；高密度非平衡晶界和光洁表面有利于稳定钝化膜的形成，提高了纯钛钝化能力。研究结果为工业纯钛力学性能和腐蚀阻力的改善提供了新的思路。

来源：2024年第6期

《机械工程学报》期刊编辑部

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