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不銹鋼——不銹的愛
不銹鋼是在鋼里融入鉻、鎳以及其他一些金屬元素而制成的合金。其不生銹的特性就是來源于合金中鉻的成分,鉻在合金的表面形成了一層堅牢的、具有自我修復能力的氧化鉻薄膜,這層薄膜是我們肉眼所看不見的。我們通常所提及的不銹鋼和鎳的比例一般是18:10?!安讳P鋼”一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼,而是表示一百多種工業(yè)不銹鋼,所開發(fā)的每種不銹鋼都在其特定的應用領域具有良好的性能。
19世紀工業(yè)革命以來,為了適應耐磨耐高溫、耐酸堿腐蝕和高強度、高硬度等特殊要求,人們需要不斷開發(fā)各種特殊合金材料以滿足需求,然而這些合金材料往往成本高昂,而且多數情況下,難以同時滿足整體和表面的性能要求。金屬材料服役時不可避免的與環(huán)境相接處,而與環(huán)境真正接觸的是金屬表面,如各種機械零件和工程構件,甚至體內植入材料等。當金屬表面發(fā)生破壞或失效,將嚴重影響其服役效果和使用壽命。1983年英格蘭伯明翰大學湯·貝爾提出表面工程的概念,利用量材料對金屬基體表面進行改性處理,使金屬表面得到保護和強化,解決單一材料無法解決的問題,從而大大提高產品的使用壽命和可靠性。
【金屬表面組織強化】
表面組織強化方法是用機械、物理或化學等方法來改善材料表面的形貌、微觀組織結構、缺陷狀態(tài)或應力狀態(tài),目的是使原來基體表面層(0.3-3 μm深度)獲得如下強化組織的一種或幾種:1)增加表面晶體缺陷(如位錯密度等),2)獲得壓應力狀態(tài)表層,3)表面形成硬化組織(如馬氏體等),4)表面晶粒細化或微晶化,5)表面非晶化。這種處理工藝主要包括切削、磨削、拋光、噴丸、噴砂、超音振蕩、感應加熱、表面淬火、激光蝕刻等。另外還有部分化學處理過程也可歸為表面組織強化方法,比如酸、堿處理,處理以及電化學晶界腐蝕等。