第一章绪论
1.1研究内容
表面工程的发展过程及研究现状磨损、腐蚀和断裂是机械零部件、工程构件的三大主要破坏形式，他们所导致的经济损失十分巨大，而以磨损与腐蚀最大。众所周知，磨损和腐蚀均发生于机件表面材料流失过程，而且其他形式的机件失效有许多是从表面开始，采用表面防护措施延缓和控制表面的破坏，成为解决上述问题的有效方法，在解决问题的同时，促进了表面工程科学与表面技术的形成与发展。表面工程技术围绕腐蚀，磨损和腐蚀三大因素，成为21世纪发展的七大关键技术之一，这为Surfaceengineering的发展、创新和应用提供了很好的平台。同时，随着现代工业的迅猛发展，对产品表面的性能要求越来越高，改善材料表面性能，会有效地延长产品的使用寿命，提高生产力，节约资源，减少环境污染;它为表面工程技术提出了更高的挑战。
表面工程的发展可划分为以下三个阶段:第一阶段，以单一表面工程技术的品种增加、工艺成熟为主要特征，包括堆焊、热喷涂、电镀、电刷镀、化学镀、化学热处理、离子注入、真空熔结、激光熔覆、激光处理、电子束熔覆、物理气相沉积、化学气相沉积、勃涂、涂装等，他们也成为第一代表面工程技术。第二阶段，以复合表面工程技术的出现和1办同创新为主要特征，即将两种或多种传统的表面技术复合应用，起到“1+1>2”的协同效果。例如，热喷涂与激光(或电子束)重熔的复合，热喷涂与电刷镀的复合，化学热处理与电镀的复合，多材质、多层薄膜技术复合，表面纳米化加工与渗氮技术的复合等等。这些技术复合己成为表面性能的“倍增器”。这种复合表面工程技术，又称为第二代表面工程技术。第三阶段以微纳米材料与传统表面工程技术的结合与实用化为主要特征。因此，传统表面工程技术与微纳米材料结合将是未来发展的重点。表面工程加工的目的就是让表面层产生残余应力，由于其形成的原因比较复杂，而且不容易测量，但是金属表面存在残余应力能产品的寿命。
一般而言，当产品表面产生残余拉应力时，会导致疲劳强度下降，相反当表面产生残余压应力时，疲劳强度会得到提高。因此，在机加工时，尽量让使产品表面不产生残余拉应力而产生残余压应力。而比较普遍采用的工艺是，在加工过程中增加一道表面形变强化工艺。这是一种通过机加工来增强晶体缺陷密度，形成非平衡结构强化层，即通过机械方法使金属表面产生塑性变形，造成高密度的位错和亚晶碎化，形成高硬度、高强度、并存在残余压应力的加工方法。用得较多的方法表面形变强化处理能使表面产生塑性变形层和表面残余压应力，其强化原因是由于材料表面组织结构的变化、引入残余压应力和表面形貌发生变化之所致。当材料表层承受剧烈冲击产生形变硬化层，在此层内产生两种变化:一是在组织结构上，亚晶粒极大的细化，位错密度增高，晶格畸变增大;二是形成了高的宏观残余压应力。表面形变强化是提高金属材料使用寿命的措施之一，而表面形变强化最常用的是喷丸强化。
1.2喷丸技术的发展过程及研究现状
19世纪70年代，第一台喷丸器出现，它采用机械离心式进行喷砂加工，由此喷丸机的核心部件一一喷丸器的正式诞生。1908年，钢丸被美国制造出，金属弹丸的出现，导致喷砂工艺获得迅速发展，而且一种金属表面强化技术一喷丸也产生了。1929年，美国Zimmern等人首先将喷丸强化技术应用于弹簧的表面强化，取得了良好的效果。40年代后，喷丸表面强化技术开始被广泛应用。到了上世纪70年代末，随着喷丸清理和喷丸强化技术的迅速发展，喷丸机械的研究进入了一个新的时期，从此，喷丸机械的发展步入了下一个快速发展的时期。喷丸过程就是高速运动的弹丸撞击零件表面并使表层产生塑性变形的过程。为使零件不同部位的表面获得不同深度的塑变层，需要提供可控速度的弹丸流，以及使零件作一定方式运动的工艺装备，这些要求将由喷丸机和强化用弹丸完成。目前，根据弹丸获得动能的方式，可将喷丸机分为两种类型，气动式喷丸机和机械离心式喷丸机。如果按照其使用的场合，又可将喷丸机分为;可携式与固定式喷丸机。
第二章亚微米晶层的制备
2.1引言
金属材料的失效形式主要是腐蚀、磨损和断裂，而腐蚀、磨损与疲劳断裂均始于材料表面，所以材料表面的结构和性能直接影响金属材料的综合性能。最近几年，通过表面自纳米化技术已经在多种金属材料表面获得了纳米晶体结构，如采用表面机械加工自纳米化技术己经实现了工业纯铁、低碳钢(Q215、20钢、1。钢)、还有Zh。等用表面机械研磨处理在。实现表面纳米化;Liu等分别采用高能喷丸和超声喷丸在低碳钢和316不锈钢表面制备出纳米组织;巴德玛等用超音速微粒轰击45钢实现表面纳米化。制备出的纳米材料在相关领域的应用研究己取得重大进展(肠’。但是，将表面纳米化技术应用于7050Al合金轮胎模具上，使其产业化，会很困难，因为7050A1合金轮胎模具型腔的强度不是很高，使合金表面晶粒细化达到纳米级的冲击力太大，会打坏模具筋，棱，破坏模具型腔。既要保证7050Al合金表面获得良好的综合性能，又不会对模具筋棱产生破坏。因此，本文提出了一种增压喷丸亚微米化方法，即在一般的喷丸机上添加加压罐，使最大的喷丸压力从原来的O，IMpa扩展到0.7MPa，同时还增加了振动筛作为弹丸的过滤装置，以保证弹丸直径的均一性。它是一种利用气一固双相流作为载体，以加压气流携带硬质固体微粒(小钢珠)以极高的动能轰击金属表面。通过控制喷丸压力、弹丸直径、喷丸时间，在7050AI合金进行喷九强化，使其表面亚微米化(晶粒尺寸接近IOOnm左右)。
第三章 亚微米晶层的热稳定性研究.................... 53-61
3.1 引言 .................... 53
3.2 试验材料、设备及方法.................... 53-54
3.2.1 设备与材料 .................... 53-54
3.2.2 试验方法.................... 54
3.3 试验结果及分析.................... 54-60
3.4 本章小结.................... 60-61
第四章 亚微米晶层的硫化污染行为的研究 .................... 61-73
4.1 引言 .................... 61
4.2 试验制备及方法.................... 61-63
4.2.1 设备与材料.................... 61-63
4.3 试验原理.................... 63-64
4.4 试验结果及分析.................... 64-72
4.5 本章小结 .................... 72-73
第五章 亚微米晶层化学稳定性的研究.................... 73-78
5.1 引言 .................... 73
5.2 电化学试验 .................... 73-75
5.3 阳极极化曲线分析.................... 75-76
5.4 腐蚀形貌分析.................... 76-77
5.5 本章小结 .................... 77-78
结论
(1)用失重法衡量经喷丸处理与未处理样品的耐磨性能，结果表明表面亚微米化后试样的磨损量明显减少，耐磨性明显提高
(2)高温滑动磨损实验表明，样品喷丸亚微米化后进行退火处理，由于退火减材料表层残余应力的降低以及致密氧化膜的生成导致亚微米晶外层摩擦因数的减小，改善了材料的抗高温磨损性能，但当温度超过200℃，摩擦因数几乎不变，这可能是晶粒长大会降低硬度，从而会抵消残余应力降低的结果。
(3)通过Ki:Singc:方程计算得到的亚微米晶晶粒长大的激活能比未处理样品高16.IkJ/mOI，X晶粒尺寸在190一2300C明显增大，显微硬度在200℃也明显下降，因此，所获得的亚微米晶层可在小于200’C的环境下使用。
(4)所获得的亚微米化表面反应性低、硬度高、摩擦因数小、脱模性能好，因此硫化后在试样表面留下的污染物较少。此外，抗抗粘附性能提高的另一原因是表面喷丸后形成的微纳表面特殊结构可以吸住一些气泡，使得可供硫化时产生的污染物吸附的有效面积减少。
参考文献
[1] Jiang Guo, Yuehong Liao, Behzad Parviz. Department ofhttp://sblunwen.com/cnc/Computer Science. California StateUniversity Los Angeles. Proceedings of the 13th Annual IEEE International Symposium andWorkshop on Engineering of Computer Based Systems (ECBS’06).2006:1~2
[2] Chen Hao,Ying Shi, Liu Jin, SE4SC: A specific search engine for software componentsProceedings - The Fourth International Conference on Computer and Information Technology,CIT 2004, p 863-868, 2004, Proceedings - The Fourth International Conference on Computerand Information Technology, CIT 2004:1
[3] Work ． flow Mallatgement Coalition ． Workflow Standard Inter-operabifity AbstracaSpecification[M]，1 999．
[4] Bartusch M., Mohring R. H.，Radermacher F. J.. Scheduling project networkswith resource constraints and time windows[J]. Annals of Operations Research,1988, 16: 201-240
[5] Blazewicz J., Lenstra J. K.’ Rinnooy Kan A. H. G.. Scheduling subject to resourceconstraints: classification and complexity[J]. Discrete Applied Mathematics, 1983，5: 11-24
[6] Chrzanowski, E.N. , Jr && Johnston，D.W. Application of linear construction.Journal of the Construction Engineering, ASCE, 1986, 112(4): 476-491
[7] Harmelink D. J., Rowings J. E.. Linear scheduling model:development ofcontrolling activity path[J]. Journal of Construction Engineering andManagement, 1998, 124(4): 263-268
[8] Harmelink D. J.. Linear scheduling model:float characteristics[J]. Journal ofConstruction Engineering and Management, 2001, 127(4): 255-260
[9] Harris, R.B. Scheduling projects with repeating activities. UMCEE Report No.96-26, Civil and Environmental Engineering Department, University of Michigan,Ann Arbor, ML 1998
[10] Kallantzis A., Lambropoulos S.. Critical path determination by incorporatingminimum and maximum time and distance constraints into linear scheduling[J].Engineering, Construction and Architectural Management, 2004, 11(3): 211-222