近日,蘭州理工大學材料科學與工程學院賈智教授團隊在鎳合金高溫摩擦學領域取得重要進展,相關成果以題為“Surface mechanical rolling treatment-introduced gradient nanostructured Inconel 625 alloy with enhanced high-temperature wear resistance”和“Tribo-oxidation mechanism of gradient nanostructured Inconel 625 alloy during high-temperature wear”分別發表在摩擦學領域頂級期刊《Tribology International》(中科院一區TOP,影響因子:6.1)和《Wear》(中科院一區TOP,影響因子:5.1)上。省部共建有色金屬先進加工與再利用國家重點實驗室、材料科學與工程學院為通訊單位,香港理工大學工業及系統工程學系為合作單位。論文第一作者為材料科學與工程學院博士生汪彥江,通訊作者為賈智教授和劉德學教授。
鎳基高溫合金的高溫摩擦磨損是一個普遍且重要的科學問題。在磨損過程中,表面材料的轉移和近表面組織的變化直接導致部件過早失效,因此研究人員一直致力于設計具有優異耐磨性的鎳基高溫合金。本研究運用團隊自主設計的表面機械滾壓裝置,在Inconel 625合金表面成功構筑了厚度為700μm的超厚梯度納米結構強化層,明確了表面機械滾壓處理誘導鎳基高溫合金梯度納米結構構筑的機制和摩擦磨損機理。研究表明,梯度納米結構在室溫至800℃范圍內有效地容納了塑性變形,提高了應變能力,增強了Inconel 625合金的高溫耐磨性能,同時梯度納米結構提供了更多的氧化擴散通道,促進了具有保護性Cr2O3膜和尖晶石氧化物的形成,從而降低了磨損率。

該成果為鎳基高溫合金宏微觀界面聯合調控提供了新的路徑,為鎳基高溫合金及其產品高值化開發應用提供了新的思路。研究工作得到了國家自然科學基金、甘肅省重點人才項目、甘肅省重點研發計劃項目、蘭州理工大學紅柳杰出青年支持計劃及蘭州理工大學優秀博士學位論文培育計劃等項目資助。近三年,團隊在高溫合金摩擦學方面的研究進展已發表SCI論文十余篇。(撰稿:賈智;審核:李元東)