滚压表面改性技术作为一种表面强化手段,能同步实现金属材料表面光整和纳米梯度结构制备,显著提升材料的抗磨损性能。
新葡京娱乐场官网新葡京娱乐场朴钟宇教授、彭光健研究员团队自主研制的二维超声辅助滚压加工系统,成功在铝合金表面构筑了高质量的纳米梯度结构。通过表面滚压加工,铝合金表面粗糙度Sa可降至52 nm,晶粒尺寸细化至80-500 nm,表面晶粒内可观测到大量位错缠结、位错墙、位错锁和层错等微观结构。纳米梯度结构层厚度达约600 μm,其横截面硬度从基体的1.13 GPa逐渐增加至加工表面附近的1.71 GPa,呈现明显的梯度分布特征。滚压强化试样在不同载荷下磨痕面积仅为原始试样的50%,磨损机制也由磨粒磨损伴随粘着磨损转变为以轻微的粘着磨损为主。
滚压加工制备的铝合金纳米梯度结构
纳米梯度结构不同深度处的硬度和弹性模量
滚压加工前后铝合金磨痕表面形貌对比
滚压加工前后铝合金磨损机制和抗磨损机理分析
相关研究成果以“Research on the mechanism of the two-dimensional ultrasonic surface burnishing process to enhance the wear resistance for aluminum alloy”为题发表在中科院1区期刊《Friction》上,并被评选为封面论文,2024年7月入选ESI高被引论文。新葡京娱乐场官网为第一单位,新葡京娱乐场博士后周振宇为第一作者,朴钟宇教授和彭光健研究员为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金(52175194、52105215、52075047)和浙江省杰出青年基金(LR23E050002)的资助。