【摘 要】
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材料的失效很多是发生在表面，如疲劳、腐蚀和磨损等都对材料的表面性能极其敏感，表面改性技术在工业上已经得到了广泛的应用。纳米晶体材料由于晶粒尺寸小、界面密度高，表现出独
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材料的失效很多是发生在表面，如疲劳、腐蚀和磨损等都对材料的表面性能极其敏感，表面改性技术在工业上已经得到了广泛的应用。纳米晶体材料由于晶粒尺寸小、界面密度高，表现出独特的力学、物理和化学性能而备受关注。若在材料的表面制备出一定厚度的纳米结构表层，即实现表面纳米化(SNC)，就可以利用纳米材料优异的功能特性来提高材料的性能和服役行为。随着对表面工程和纳米材料研究的不断深入，将表面改性技术与纳米技术相结合逐渐得到了人们的重视。 通过表面机械研磨处理(SMAT)在Q235低碳钢表面制备出了一层厚度约为20μm的全致密、无污染的纳米晶组织。运用金相显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜等分析测试技术对SMAT后低碳钢的微观组织结构进行了表征。然后对表面纳米化处理前后的低碳钢在金属蒸气弧源(MEVVA)离子注入机上进行了Ti离子注入，运用俄歇电子能谱仪分析了离子注入后Ti沿样品表面的深度分布，研究了低碳钢表面纳米化预处理对离子注入的影响。最后，对低碳钢SMAT过程进行了数值模拟，计算了低碳钢SMAT时表面层的应变、应变速率及应力，探讨了SMAT时应变速率对低碳钢形变机制和晶粒细化机理的影响。研究结果如下：
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