本课题组镍基变形高温合金研究方向在中国科技卓越行动计划重大期刊Transactions of Nonferrous Metals Society of China上发表研究成果

近期，省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室与中科院金属所沈阳材料科学国家研究中心和英国Sheffield Hallam University材料工程研究所团队合作的最新研究成果“Formation mechanism and wear behavior of gradient nanostructured Inconel 625 alloy” 在中国科技卓越行动计划重大期刊《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》（IF=3.752）发表。该研究工作通讯作者为兰州理工大学丁雨田教授和英国Sheffield Hallam University材料工程研究所罗全顺（Quan-shun LUO），第一作者为高钰璧博士。

Inconel 625合金具有优异的综合力学性能而被广泛应用于航空、航天、石油化工等领域。然而，由于其微观结构和性能对摩擦和磨损高度敏感，使得其广泛使用受到限制。这使得合金的抗摩擦和磨损能力很差，导致过早失效。因此，人们一直在寻求通过传统的表面改性技术来改善合金的摩擦和耐磨性，以延长其使用寿命。但这些技术的热效应会在处理材料的表层中引起破坏性的拉伸残余应力，这会大大降低疲劳强度并增加开裂敏感性。值得注意的是，最近开发出来的一种新的表面纳米化方法，即表面机械碾压技术（SMGT）在合金表面诱导形成一层梯度纳米结构（GNS），在不改变合金化学成分的前提下可以改善合金表面的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性，并提高了合金的强度和塑性，而不会改变其化学成分。鉴于此，本团队通过SMGT技术在合金表层诱导产生深度约为800 μm的梯度结构，其由表层纳米晶层、纳米层片层、纳米孪晶层和严重变形层组成，对应的显微硬度由6.95 GPa (最表层)梯度降低到2.77 GPa (粗晶基体)。同时，高密度纳米孪晶的形成以及随后的纳米孪晶与位错之间的交互作用导致纳米晶层的形成。经 SMGT 处理样品的磨痕宽度和深度、磨损量和磨损率均小于未处理粗晶样品的；此外，两种样品的磨损机制主要是磨料磨损和粘着磨损，并伴有轻微的氧化磨损。梯度纳米结构Inconel 625合金耐磨性的显著增强归因于GNS表层具有高显微硬度、高残余 压应力和高应变能力。该研究为改善镍基变形高温合金摩擦磨损性能提供了一种新途径。文章链接：https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65918-1