滚压诱导超细晶纯铁表层及其耐腐蚀性能

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2014.09.001

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2014, Vol. 42 ›› Issue (9): 1-6.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.09.001

• 机械工程 • 下一篇

滚压诱导超细晶纯铁表层及其耐腐蚀性能

李宁夏伟赵婧李风雷

华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510640

收稿日期:2014-04-17 修回日期:2014-06-03 出版日期:2014-09-25 发布日期:2014-08-01
通信作者: 李宁(1985-)，男，博士生，主要从事滚压纳米化性能研究． E-mail:l.ning12@mail.scut.edu.cn
作者简介:李宁(1985-)，男，博士生，主要从事滚压纳米化性能研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目( 51375174) ; 广东省自然科学基金杰出青年基金资助项目( S2013050014163)

Burnishing-Induced Ultra-Fine Grained Pure Iron Surface Layer and Its Corrosion Resistance

Li Ning Xia Wei Zhao Jing Li Feng-lei

School of Mechanical and Automotive Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2014-04-17 Revised:2014-06-03 Online:2014-09-25 Published:2014-08-01
Contact: 李宁(1985-)，男，博士生，主要从事滚压纳米化性能研究． E-mail:l.ning12@mail.scut.edu.cn
About author:李宁(1985-)，男，博士生，主要从事滚压纳米化性能研究．
Supported by:
国家自然科学基金资助项目( 51375174) ; 广东省自然科学基金杰出青年基金资助项目( S2013050014163)

摘要/Abstract

摘要： 通过一种新型表面自纳米化方法——剧烈塑性滚柱滚压( SPRB) ，在纯铁表面成功制备出最小晶粒尺寸约300 nm 的梯度超细晶结构．利用电化学方法，结合透射电镜、X射线衍射、扫描电镜等对这种材料的表面微观组织结构及腐蚀性能进行研究，结果表明:与粗晶铁相比，超细晶纯铁最表层硬度提高1.6 倍以上，表层形成较强面织构，表层微观应变为( 0.313 ±0.017) %;超细晶纯铁在3.5% NaCl 溶液中的自腐蚀电位相对于粗晶铁的正向移动24 mV，腐蚀电流密度从粗晶铁的2.371 × 10^－5 A/cm² 降低到超细晶的7.547 ×10^－8 A/cm² ; 超细晶纯铁在6% FeCl₃ 溶液中的点蚀腐蚀速度约为粗晶铁的一半; 超细晶纯铁的耐腐蚀性能与粗晶铁相比有显著的提高，表层晶粒的细化和滚压形成的强织构是超细晶纯铁耐腐蚀性能提高的原因．

关键词: 滚压, 超细晶, 纯铁, 电化学腐蚀

Abstract:

In the investigation,by means of a new surface self-nanocrystallization technique named SPRB ( SeverePlasticity Roller Burnishing) ,a gradient ultra-fine grain ( UFG) surface layer of a minimum grain size of about 300nmwas fabricated on pure iron.Then,the microstructure and the corrosion behavior of UFG surface layer wereanalyzed by means of TEM,XRD,SEM and electrochemical methods.The results show that ( 1) the outermost layerhardness of UFG iron is improved by more than 1.6 times in comparison with that of coarse grain ( CG) iron; ( 2) astrongly basal-textured grain orientation forms on the UFG surface and its micro strain is ( 0.313 ±0.017) %; ( 3) in 3.5% NaCl solution,the open circuit corrosion potential of UFG Fe is 24mV more than that of CG Fe in the positivedirection,and the corrosion current density decreases from 2.371 × 10^－5 A/cm² of CG Fe to 7.547 × 10^－8 A/cm²of UFG Fe; ( 4) in 6% FeCl₃ solution,the pitting rate of UFG Fe is about half as much as that of CG Fe; ( 5) thecorrosion resistance of UFG Fe is remarkably improved in comparison with that of CG Fe; and ( 6) the corrosion resistanceimprovement of UFG Fe is attributed to the surface grain refinement and the formation of the strongly basaltexturedgrain orientation.

Key words: burnishing, ultra-fine grain, pure iron, electrochemical corrosion

李宁夏伟赵婧李风雷. 滚压诱导超细晶纯铁表层及其耐腐蚀性能[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(9): 1-6.

Li Ning Xia Wei Zhao Jing Li Feng-lei. Burnishing-Induced Ultra-Fine Grained Pure Iron Surface Layer and Its Corrosion Resistance[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2014, 42(9): 1-6.

[1]	张恒马勤国胡赫牛富俊. 使用氯化钙溶液加固淤泥质黏土的电渗试验研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2019, 47(3): 119-125.
[2]	何亚峰卢文壮干为民 . 钛合金在不同溶液中的电化学腐蚀行为[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(6): 124-130.
[3]	吴上生喻钟鸣. 谐波减速器柔轮冷滚工艺及残余应力数值模拟[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(2): 52-58.
[4]	杨东刘战强贺蒙庞继有叶洪涛. 钛合金TC4 低塑性滚压表面完整性的实验研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(1): 137-144.
[5]	屈盛官潘玉祥李刚李小强杨超. Ti-6Al-4V 合金的加温辅助滚压及微动磨损性能[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(3): 1-7.
[6]	孔金星胡锟夏志辉李亮. 纯铁车削刀具磨损对表面完整性的影响[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(2): 74-80.
[7]	孔金星邓飞夏志辉李亮. 纯铁切屑形成特征及影响因素研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(12): 7-13.
[8]	孔金星邓飞赵威何宁. 冷却润滑方式对纯铁车削表面完整性的影响[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(6): 89-95.
[9]	赵婧夏伟李宁李风雷. 滚压诱导纯铜梯度纳米晶层及其微动磨损性能[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2013, 41(9): 120-125.
[10]	杨保健夏琴香程秀全肖刚锋. 纳米/超细晶筒形件强力旋压变形机理[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2013, 41(3): 90-94.
[11]	张小霞汤勇万珍平陆龙生何雅玲. 不锈钢三维整体外翅片管的复合成形[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2011, 39(8): 13-18.
[12]	夏伟李风雷唐正强周照耀赵婧. 滚压对6061铝合金微动磨损性能的影响[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2011, 39(1): 84-89.
[13]	吴春凌叶邦彦. 纳米／超细晶切屑形成机理的有限元研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(8): 78-82.
[14]	向建化汤勇叶邦彦周伟万珍平. 铜管外壁整体式三维翅片复合加工成形机理[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2009, 37(9): 82-87.
[15]	李风雷夏伟周照耀. 滚柱滚压表面光整机理的解析分析和实验验证[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2008, 36(8): 98-103,127.

滚压诱导超细晶纯铁表层及其耐腐蚀性能

Burnishing-Induced Ultra-Fine Grained Pure Iron Surface Layer and Its Corrosion Resistance

PDF

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价