表面形变强化技术的研究现状
先进材料表面功能化技术研究与应用
先进材料表面功能化技术研究与应用一、引言随着科技的不断进步和发展，先进材料的研究与应用已经成为当今世界各领域的热点。
然而，仅仅具备先进材料的独特性能并不足以满足实际应用的需求。
为了进一步提高材料的性能和功能，表面功能化技术的研究与应用变得至关重要。
本文将详细介绍先进材料表面功能化技术的研究现状和应用前景。
二、先进材料表面功能化技术的研究现状2.1 表面改性技术表面改性技术是实现材料表面功能化的基础。
通过物理或化学手段改变材料表面的结构和性能，可以增强材料的耐磨性、生物相容性、防腐蚀性能等。
常见的表面改性技术包括阳极氧化、化学镀膜、等离子体改性等。
这些技术广泛应用于汽车零部件、建筑材料、医疗器械等领域，以满足特定需求。
2.2 表面涂覆技术表面涂覆技术是将其他物质涂覆到材料表面形成一层保护层或者赋予特定功能的层。
常见的表面涂覆技术包括喷涂、化学镀膜、电镀等。
这些技术可以提供耐化学腐蚀、防刮擦、自洁等功能。
例如，使用纳米二氧化硅材料进行表面涂覆，可以增强材料的耐磨性和降低表面粗糙度，提升光电转换效率。
2.3 表面纳米结构化技术表面纳米结构化技术是通过控制材料表面的微观结构，实现其物理、化学和生物性能的调控，以增强材料的功能。
常见的表面纳米结构化技术包括电子束辐照、离子注入、溅射沉积等。
这些技术可以实现材料的超疏水性、抗菌性、抗氧化性等功能。
例如，通过纳米结构化处理的不锈钢材料在海水环境下具有良好的防腐蚀性能。
三、先进材料表面功能化技术的应用前景3.1 能源领域先进材料表面功能化技术在能源领域有着广泛应用前景。
通过表面改性技术可以提高太阳能电池的光电转换效率，延长电池的使用寿命。
表面涂覆技术可以提供高温抗氧化、耐化学腐蚀的包覆层，用于核电站和化工设备等领域。
表面纳米结构化技术可以提高电池材料的离子传输速率，提高储能装置的性能。
3.2 生物医学领域先进材料表面功能化技术在生物医学领域也有着广泛应用前景。
通过表面改性技术可以提高生物医学材料的生物相容性，减轻植入材料引起的免疫反应。
金属材料表面强化处理技术的研究
金属材料表面强化处理技术的研究随着科学技术的不断进步，越来越多的材料正在被应用于各个领域。
其中，金属材料是最常见的一类材料，而金属材料表面强化处理技术则是近年来广泛研究的热点之一。
本文将介绍金属材料表面强化处理技术的研究现状和未来发展趋势。
1. 金属材料表面强化处理技术的概述金属材料表面强化处理技术是指通过各种方法对金属表面进行改性，以提高金属材料的性能。
常见的处理方法包括电化学处理、化学处理、机械加工、喷涂等。
这些处理方法通过改变金属表面的物理、化学性质，从而改变金属表面的表面硬度、耐磨性、抗腐蚀性等性能，提高金属材料的使用寿命和性能。
因此，金属材料表面强化处理技术在航空、汽车、机械、核工业等领域中得到了广泛应用。
2. 电化学处理电化学处理是利用电化学法使金属表面发生化学反应，从而改变表面的性质。
常见的电化学处理方法包括电化学沉积、阳极氧化、阳极阳极氧化等。
电化学沉积是通过浸泡金属材料于电解液中，施加电势使金属离子在电极面上得到还原而得到金属沉积物，增强金属表面的耐磨性、耐腐蚀性等性能。
阳极氧化是指将金属材料放置于强酸或强碱中的阳极，并通入恒定电压，使得材料表面发生电化学反应，得到硬质氧化膜，从而制备出高硬度、耐磨性的金属材料表面。
3. 化学处理化学处理是指利用化学物质的反应作用改变金属材料表面性质的一种处理方法。
常用的化学处理方式包括化学沉积、沉淀法、电化学氧化等。
化学沉积是将金属材料置于化学液中，用化学方法沉积出在金属表面形成一层新的物质，使其表面性能发生改变。
沉淀法是通过将金属表面浸渍在某些化学液体中，在介质中形成一层基体物质与沉淀物质的复合层，从而增强材料的硬度、韧性、抗腐蚀性等性能。
电化学氧化是一种在电解质溶液中利用电流将金属材料表面氧化而形成氧化膜的方法，可增强金属材料的耐腐蚀性和机械性能。
4. 机械加工机械加工是指通过磨削、轧制、喷砂等方式对金属材料表面进行加工，改变金属表面原有的形态和结构，从而提高材料表面的性能。
材料表面改性的研究现状及其应用
材料表面改性的研究现状及其应用在工业生产和科技研究中，表面改性技术被广泛应用于各种材料的表面处理和改性上，它可以对材料表面的化学、物理和电学性质进行调整，提高材料的机械强度、磨损性、耐腐蚀性、导电性等特性。
本文将介绍当前材料表面改性研究的现状和应用。
一、材料表面改性原理与分类材料表面改性技术的主要目的是通过氧化、还原、质子化、离化等反应，将功能性基团引入材料表面，或改变表面化学状态以达到改善材料性能的目的。
常用的表面改性技术有:1. 化学方法：包括化学还原、化学氧化、化学镀等；2. 物理方法：包括离子注入、等离子体处理、热处理、高能束处理等；3. 生物方法：包括基因工程、酶、激素等的作用。
二、材料表面改性的应用领域材料表面改性技术已经在许多领域中得到了广泛的应用，下面就几个方面来进行说明：1. 质量控制：材料表面改性技术可以提高材料表面的质量，利用化学、物理等方法对材料进行改性处理，提高污染防护和机械抗性等性能，使产品质量更为稳定。
2. 自清洁：在低温等离子处理的作用下，可形成亲水性表面，使污染和尘土更容易被清洁，这种技术被广泛应用于颜料、涂装、医用材料、航空航天、塑料和玻璃等领域。
3. 材料保护与涂装：材料表面改性技术可以有效保护材料，包括防坑、防腐和防水等功能，并能应用于汽车、造船、航空航天等领域。
4. 生物医用：这种方法可通过蛋白质或聚合物材料的修饰获得优良的表面生物相容性，以应用于生物医学领域，如假肢、医用材料等。
三、材料表面改性存在的问题施工技术：材料表面改性需要高精准度的施工技术和相关技术的支持。
精准的施工技术对表面改性效果的影响非常大。
研究人员还需要研究新的改性技术、改善当前技术的可靠性、效率等方面的问题。
应用难以掌握：虽然材料表面改性应用范围广泛，但是只有在对应用程序的了解和协调上取得一定的经验和认识，才能随时解决问题并提供可能的解决方案。
四、结论材料表面改性技术的发展已经成为当前科技和产业内最为重要的领域之一。
铝合金表面强化技术研究现状及其发展趋势
材， 借助 高压 气体将 金 属 熔 滴 雾化 并 喷 向铝合 金 基 体 表 面 以形 成 耐 磨 抗 蚀 强 化 涂层 。徐 荣 正口 ］ 等研 究 了
６ ０ ６ １铝合 金表 面高 纯铝 涂层对 其 耐腐 蚀 性 能的 影 响 ， 涂 层 的腐 蚀 电位 和腐 蚀 电流 均高 于 铝合 金 基 体 ， 体 现 出 良好 的耐蚀 性 能 。 １ ． ２ 等 离子 喷涂 等离 子 喷 涂 以 等 离 子 弧 为 热 源 ， 其 温 度 可 达 １ Ｏ Ｋ， 可使 喷涂 粉末 得 到 足 够 热 量 ， 尤 其 对 于 熔 点 较 高 的 陶瓷 材 料 ， 具 有更 加优异 的 喷涂效果 ， 可显 著改 善 铝合 金表 面性 能。卢 果 等 在 ６ ０ ６ ３铝 合 金表 面制 备 了 等 离 子 喷 涂 纳 米 Ａｌ 。 Ｏ ／ Ｔ ｉ Ｏ２和 微 米 级 Ａｌ 。 ０ 。 ／ Ｔ ｉ Ｏ。 陶 瓷涂层 。研 究结 果 表 明 ： 纳 米 陶 瓷涂 层 的硬 度 是 微 米 陶瓷涂 层 的 ３ ． ５倍 ； 纳 米 陶 瓷涂 层 的摩擦 系数 比微 米 陶瓷 涂层 下 降 了 １ ２ ． ５ ， 磨 损量 仅 为后 者 的 ６ Ｏ ， 并 且 远低 于 铝合金 基 体 。Ｓ ａ ｒ ｉ ｋ ａ ｙ ａ ［ 。 等 研究 了 Ｃ颗 粒 的含量 对 等离 子喷 涂 Ａｌ —Ｓ ｉ ／ Ｂ Ｃ复 合涂 层 性 能 的 影响， 复合 涂 层除 了 Ｂ ４ Ｃ外 ， 还生 成 了 Ａｌ ０。 颗粒， 且 随着 Ｃ颗 粒 含 量 的 增 加 ， 复 合 涂 层 的硬 度 随 之 增 大， 孔 隙率 和 表面粗 糙度 降低 。 １ ． ３ 高速 火 焰喷涂 高速 火焰 喷涂 可使 喷涂 粉 末 获 得极 高 的 速度 ， 粒
表面形貌的研究现状及发展趋势
表面形貌是指零件表面的粗糙度、波度、形状误 差及纹理等不规则的微观几何形状 [ 1]。表面形貌对零 件的功能有很大的 影响, 尤其 是对 摩擦表 面的 磨损、 润滑状态、摩擦、振动、噪声、疲劳、密封、配合性 质、涂层质量、抗腐蚀性、导电性、导热性和反射性 能的影响更为显 著 [ 2, 3] , 因此 对表面 形貌特 征识 别和 评定的研究越来越为工程技术界所重视, 也一直是摩 擦学、表面学等领 域研究 的重要 课题 之一 [ 4, 5]。 正确 地规定和控制表面形貌, 其作用往往不亚于采用一种 新材料和新结构, 有着重大的经济价值。国内外对此 已有较深入的研究, 并取得了一定成果。本文作者主 要从测量仪器、表征方法两方面介绍了国内外对表面 形貌研究进展。 1 测量仪器研究进展
陈国安等针对工程表面轮廓截面曲线利用分形维数d研究了磨合表面形貌的变化过程指出表面轮廓分形维数虽然能有效地反映表面粗糙度并在一定程度上克服了传统粗糙度参数尺度相关的不足但是仅用一个无法唯一确定一个表面往往结构完全不同的表面具有相近甚至相同的轮廓分形维数因此提出了一个称为特征粗糙度的新参数
2006年 2月 第 2期 (总 第 174期 )
类控制。这时期所采用的符号只给出某些定性的加工
要求, 其检测过程只是单纯依靠人的视觉和触觉来进 行, 最早的 表面 形貌 测 量方 法是 直 观的 手工 测 量方 法 [ 6] 。直到 20世纪 20 年代, 第一台表面形 貌测量仪 器 才诞生, 即 1929年 G S chma lz根据光学放大原理研 制的表面接 触式 轮廓记 录仪 [ 7], 垂 直放大 率 200 倍。 1936年 E J A lbott 研 制 了 第 一 台 车 间 用 表 面 轮 廓 仪 [ 8] , 垂直放大 率 5万 倍, 并能 测得评 定参数 大小。 1942年 R E R eason成功研制了系列 T alysu rf触针式表 面轮廓仪 [ 9] , 这在粗 糙度测 量史 上具有 重要的 意义。 20 世纪 50 年代, 由 于光 学 技 术被 引 入 表 面形 貌 测 量, 从而实现了 非接 触测量。 如 1958 年苏 联研 制的 MNN-4 型干涉显微镜 [ 10]。大 部分 非接 触 式光 学形 貌 仪 是在 20世 纪 8 0年 代 后才 研制 和 开发 出来 的, 如 M J Downs研制了双 焦轮廓仪 [ 11]。清华大 学研制的外 差干涉仪 [ 12] , 是以半导体激光器为光源, 同时采用了 光盘中的自动对焦技术, 其纵向和横向 分辨率分别为 01 5 nm 和 0173 nm, 测量范围达 ? 25 Lm。由于计算能 力、速度和图象分析及数字处 理技术的不断 提高, 极 大推动了三维表面形貌测量仪的研制, 如 G Binn ing和 H R ohrer研制了扫描隧道显微镜 ( STM ) [ 13] 和原子力显
表面形变强化技术的研究现状
法， 可显著提高抗 弯曲疲劳 、 蚀疲劳 、 抗腐 抗应力腐蚀疲劳 、 抗 微动磨损 、 耐蚀点 （ 孔蚀 ） 能力 ， 具有操作简单、 耗能少 、 效率 高、
适应面广等优点 ， 是金属材料表面改性 的有效方法。 ２１１喷丸强化 工艺 的工作原理 ．．
高密度错位 ， 足够长 的时间后 ， 以冷加工 的形式使 工件表面金 属材料发生塑性 流动 ， 成重叠 凹坑 的塑性 变形 ， 造 在生 成凹坑
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２ 表 面形 变 强化工 艺分 类
主要有喷 （ ） 、 抛 丸 滚压和孔挤压等三种工艺 。 ２１ ． 喷丸强化工艺
喷丸是广泛使 用的一种在再 结晶温度 以下的表面强化方
大量弹丸在压缩空气 的推动下 ， 形成高速运动 的弹丸流不 断地 向零件表 面喷射 ， 使金属 晶体发生 晶粒破 碎 、 晶格扭曲和
关键词 ： 面形 变； 表 滚压 ； 内挤压： 喷丸 中国分类号 ：Ｇ６ ８ Ｔ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ６ ２ ５ ５ （ Ｏ ７ ０ － ０ ９ ０ １ ７ — ４ Ｘ ２ ０ ）４－ ６ － ３ ０
材料表 面处理技术简称材料表 面技术 ， 是材料科学 的一个 重要分支 ， 在不改变基体材料 的成分和性能 （ 是 或虽有改 变而 不影响其使 用 ） 的条件下 ， 过某些物理手段 （ 通 包括机 械手段 ） 或化 学手段来赋予材料表面特殊性能 ， 以满足产 品或零件使用 需要 的技术和工艺。材料 表面技术在工业 中的应用 ， 幅度提 大 高了产 品（ 尤其是金属零 件 ） 的性 能 、 量和寿命 ， 产生 了巨 质 并
２１２喷丸强化的发展状况 ．．
度 ：１ 受零构件 的凹槽部位和丸粒不能有效撞击难 以达到部 （） 位 的限制 ， 产生 喷丸死角 ， 造成喷丸强度不 足 ；２ 受喷丸强化 （） 表 面粗糙度的限制 ；３ 受环境污染的限制。因此 ， （） 为满足更 高 的要求 ， 人们有提 出了各种不同的新 工艺 以满足要求。
材料表面改性技术的现状与应用分析
材料表面改性技术的现状与应用分析材料表面改性技术，是指通过修饰材料的表面，改变其表面性质，以提高材料的物理、化学、生物等性能。
这种技术已经广泛应用于各个领域，例如材料科学、化学、医学、生物学等。
本文将对材料表面改性技术的现状与应用进行分析。
一、材料表面改性技术的分类一般来说，可以将材料表面改性技术分为化学改性技术和物理改性技术两类。
化学改性技术是指在材料表面通过化学反应形成新的化学键，使材料的表面性质得到改变。
这种技术的优点是改性效果较为显著，但缺点也不小，例如需要使用的溶剂可能对环境造成污染，而且方法较为复杂，需要较长时间。
物理改性技术则是指改变材料表面的物理形态，例如在材料表面形成等离子体，利用磁控溅射等方法进行改性。
这种技术的优点在于操作相对简单，可进行大规模生产，但缺点在于改性效果可能不太明显。
二、材料表面改性技术的应用领域材料表面改性技术在各个领域都有应用，下面将以几个典型的应用领域为例进行介绍。
1、医药领域在医药领域，材料表面改性技术已经广泛应用。
例如利用化学改性技术，可以在药物的表面修饰上适当的官能团，从而改变药物的性质，增加药效，减少副作用。
而在硅胶、铝酸盐等材料表面上修饰有机官能团，可以提高材料的亲水性，从而使药物更容易被人体吸收。
2、光电器件制造在制造光电器件时，材料的表面物理性质通常是关键因素之一。
例如在铜铟镓硒太阳能电池的制造中，将TEL(CH3CN)4的气体流通过表面电化学反硝化方法用于对铜铟镓硒电池的前层进行原子层表面精细修饰，改变其表面性质，从而提高太阳电池的转换效率。
3、生物医学领域材料表面改性技术已经广泛应用于生物医学领域。
例如可以通过表面改性技术来改变生物材料的亲水性和疏水性，使其更适合生物医学用途。
另外，还可以将生物材料表面修饰上生物活性物质，例如单链抗体、多肽等，从而实现生物特定的目的。
三、结语总之，材料表面改性技术是一种十分实用的技术，已经广泛应用于各个领域。
高强度汽车齿轮表面强化技术的研究现状和发展趋势_陈勇
1.1 国内外汽车齿轮材料及齿轮工艺参数 模数是齿轮重要的参数，选取汽车齿轮模数
通常要考虑强度、噪声、轻量化及加工工艺等因 素。表1为乘用车和商用车齿轮常用模数及直径工 艺参数范围。
汽车齿轮在传递扭矩和改变速度过程中，通 常处于高速、高载荷、交变冲击载荷等工作环境 中。汽车齿轮材料不仅需要良好的机械加工性能 和热处理渗碳淬火性能，还必须满足合理的成本 需求。为保证齿面和齿顶端淬火深度的稳定性， 通常选用碳质量分数为0.2%左右，单独或复合添 加Ni、Cr、Mn、Mo等合金元素的渗碳合金钢[6]。日 本、德国在汽车高强度齿轮低碳合金钢材料领域进 行了长期的研究开发，表2为常用汽车齿轮材料的 成分组成，目前国内外汽车齿轮用钢主要为 20CrMnTi(国内)、20MnCrS(德系)、20CrMoH(日 系)，表中钢种A、B、C为高疲劳用钢[7]。
1.00–1.30
20MnCrS (German)
0.17–0.22 ≤ 0.4 1.1–1.4 ≤ 0.025 0.02–0.04
1–1.3
20CrMoH (Japan)
0.20
0.25
0.73 0.030 0.030
1.05 0.20
Steel A
众所周知根据研究实践表明提高齿轮的疲劳强度寿命极限既需要改善优化材料的合金成分渗碳碳氮共渗热处理技术还必须与齿轮的表面强化处理技术的研究开发结合起来即实现综合的齿轮表面完整性得到更佳的齿轮抗疲劳性能才能实现对高强度齿轮接触疲劳极限弯曲疲劳极限疲劳耐久寿命最佳摩擦因数的高性能要求45
第 30 卷 第 1 期 2017 年 2 月
收稿日期：2016-10-13；修回日期：2017-01-07 网络出版日期：2017-01-19 08:39；网络出版地址：/kcms/detail/11.3905.TG.20170119.0839.002.html 通讯作者：陈勇(1954—)，男(汉)，教授，博士；研究方向：汽车变速器开发与高强度齿轮技术；E-mail：chenyong1585811@ 引文格式：陈勇, 臧立彬, 巨东英, 等. 高强度汽车齿轮表面强化技术的研究现状和发展趋势[J]. 中国表面工程, 2017, 30(1): 1-15.
金属材料表面强化技术应用现状与展望
世界有色金属 2020年 8月上130前沿技术L eading-edge technology金属材料表面强化技术应用现状与展望江佩泽（福建省锅炉压力容器检验研究院，福建 福州 ３５００００）摘 要：不论生产何种产品，其首要任务就是选取合格的材料，而不合格的材料通常表现为有腐蚀、破损或断裂。
而这些问题一般发生在材料的表面，想要提升金属的硬度、强度、耐磨性以及耐腐蚀性等，针对金属材料的表层实施强化和改性是必不可少的。
关键词：金属材料；表面强化；应用现状；展望中图分类号：ＴＧ１７４．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）１５－０１３０－２Application status and prospect of metal material surface strengthening technologyJIANG Pei-ze（Ｆｕｊｉａｎ ｂｏｉｌｅｒ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｖｅｓｓｅｌ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｆｕｚｈｏｕ ３５００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｎｏ ｍａｔｔｅｒ ｗｈａｔ ｋｉｎｄ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｒｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ， ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｔａｓｋ ｉｓ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｑｕａｌｉｆｉｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ａｎｄ ｕｎｑｕａｌｉｆｉｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｕｓｕａｌｌｙ ｓｈｏｗ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ， ｂｒｅａｋａｇｅ ｏｒ ｆｒａｃｔｕｒｅ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｏｃｃｕｒ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ， ｓｔｒｅｎｇｔｈ， ｗｅａｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｍｅｔａｌｓ， ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｙ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Keywords: ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ； Ｓｕｒｆａｃｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ； Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ； Ｏｕｔｌｏｏｋ收稿日期：２０２０－０７作者简介：江佩泽，男，生于１９９２年，汉族，福建南平人，本科，助理工程师，研究方向：金属材料。
金属材料表面强化处理的研究与应用
金属材料表面强化处理的研究与应用金属材料在工业生产中具有广泛的应用，但是其表面硬度、耐磨性、抗氧化性等性能常常不够满足特定的工程要求。
因此，针对金属材料表面的强化处理成为了研究热点。
本文将从表面强化处理方法、表面强化处理效果以及应用领域三方面探讨金属材料表面强化处理的研究与应用。
一、表面强化处理方法表面强化处理方法包括机械加工、物理方法和化学方法三类。
1. 机械加工机械加工是一种常用的表面强化方法，包括打磨、抛光、切削、车削等操作。
这些机械热加工可以使金属表面粗糙度减小，界面结晶数增加，晶粒细化，从而提高材料的强度、硬度和抗疲劳性能。
但是机械加工过程具有较高的成本，而且由于金属材料表面形变的产生，界面性质发生变化，从而可能影响金属材料的机械性能。
2. 物理方法物理方法包括电弧冶金、电子束加工、激光加工、等离子弧喷涂等方法，这些方法可以通过加热和冷却的方式改变金属材料表面组织结构和化学成分，进而提高材料的强度、硬度、耐磨性和抗氧化性能。
但是物理方法对设备条件和环境条件有较高的要求，也存在一定的安全隐患。
3. 化学方法化学方法包括化学沉积、化学蚀刻、离子注入等方法，这些方法对金属材料表面的化学成分进行调控，包括合金元素的添加、表面沉积膜的形成等，从而提高了金属材料的强度、硬度和耐磨性能。
但是化学方法的操作需要一定的专业技能，而且对环境有一定的污染。
二、表面强化处理效果金属材料表面的强化处理可以显著提高材料的强度、硬度、耐磨性和抗氧化性能。
例如，自行车刹车铝合金经过表面处理后，其耐磨性能提高了6倍以上。
再比如，汽车发动机气缸极经过表面强化处理后，其磨损量可减少85%以上，寿命可提高5倍以上。
三、应用领域金属材料表面强化处理的应用领域非常广泛，例如航空航天、电子信息、汽车制造、工程机械等行业。
在航空航天行业中，飞机的各种结构件、发动机叶片等都需要表面强化处理，以保证飞机的安全和性能。
在汽车制造业中，汽车发动机零部件、刹车系统、转向系统等也需要表面强化处理，以保证汽车的行驶安全性和寿命。
形变强化金属材料表面状态特征的疲劳演变研究进展
表面技术第52卷第6期形变强化金属材料表面状态特征的疲劳演变研究进展杨宇辉1，魏昕1，隆志力2，杜志钢1，李毅1（1.广东工业大学 机电工程学院，广州 510006；2.哈尔滨工业大学（深圳） 机电工程与自动化学院，广东 深圳 518055）摘要：概述了形变强化技术对金属材料疲劳性能的增强机理，主要归因于残余压应力、加工硬化、微观组织等表面状态特征的协同作用。
重点综述了形变强化处理后金属材料表层的残余应力、加工硬化以及微观组织等表面状态特征在热载荷、机械载荷影响下疲劳演变的研究进展，分别总结了热载荷、机械载荷以及热–机械耦合载荷等作用条件下残余应力松弛行为、加工硬化松弛行为以及微观组织的疲劳演变规律与机理，并就热载荷、机械载荷作用下残余应力松弛行为的理论预测模型进行了归纳总结。
在此基础上，讨论了关于残余应力、加工硬化以及微观组织等表面状态特征因素之间内在联系的研究进展，并指出了对于上述三者之间的逻辑关系目前研究存在的不足之处，以及尚待解决的问题。
最后分析了当前金属材料表面形变强化研究中存在的一些问题与不足，并对表面形变强化抗疲劳制造技术未来的发展趋势进行了展望。
关键词：表面形变强化；表面状态特征；残余应力；加工硬化；微观组织；疲劳演变中图分类号：TB559；TG668 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)06-0112-14DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.06.011Review on Fatigue Evolution of Surface State Characteristicsof Deformation Strengthened Metal MaterialsYANG Yu-hui1, WEI Xin1, LONG Zhi-li2, DU Zhi-gang1, LI Yi1(1. School of Electromechanical Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China;2. School of Mechanical Engineering and Automation, Harbin Institute of Technology (Shenzhen),Guangdong Shenzhen 518055, China)收稿日期：2022–01–02；修订日期：2022–05–24Received：2022-01-02；Revised：2022-05-14基金项目：广东省重点研发计划（2020B009926001）；国家自然科学基金（U52175392，51905098，5220040542）；深圳市基础研究计划（JCYJ20200109113429208，JCYJ2020109112803851）Fund：The Key Research and Development Program of Guangdong Province (2020B090926001); The National Natural Science Foundation of China (U52175392, 51905098, 5220040542); Basic Research Plan of Shenzhen (JCYJ20200109113429208, JCYJ20200109112803851)作者简介：杨宇辉（1988—），男，博士研究生，主要研究方向为精密微纳与特种加工技术、金属表面工程。
材料表面工程的研究现状与未来发展趋势
材料表面工程的研究现状与未来发展趋势材料表面工程是材料科学中的一个重要分支领域，它关注的是材料表面及其与外界交互时的性质和特征。
表面工程技术已在许多领域得到广泛应用，如电子、汽车、航空航天、船舶、建筑等。
它可以改变材料表面的化学、物理和机械特性，使其更适合某些特定的应用和功能。
当前的材料表面工程研究重点是开发新材料、开发新技术和改进现有技术。
其主旨是提高材料的表面性能，让其能够满足诸如强度、硬度、耐磨、抗腐蚀等方面的特殊需求。
这些研究成果反映在多种表面工程技术中，如喷涂、电化学加工、表面氧化、等离子旋转、表面合金化、硬化与淬火、电子束加工、激光表面改性、光电效应喷油等。
作为材料表面工程领域的一部分，喷涂技术的研究一直是表面工程技术领域的研究热点之一。
喷涂技术广泛应用于防腐、导热、耐火、耐磨、美化等多个方面。
在喷涂技术中，激光高速喷粉技术是一种新型的喷涂技术，它能够在极短时间内使粉末被熔融并瞬间凝固，形成一层厚度均匀、结构致密的涂层。
激光高速喷粉技术的发展使喷涂技术的质量和效率得到了极大的提高。
电化学加工是当今表面工程技术中应用非常广泛的一种技术。
在电化学加工过程中，通过电化学反应来改变材料表面的特性，如表面粗糙度、形状、化学成分等。
电化学加工技术结合了化学、物理、材料科学等多个领域的知识，提高了材料的表面质量和性能，使之更适应各种应用需求。
表面氧化技术则是在金属表面上形成一层氧化膜的技术。
这种技术可以使金属表面防锈、增加摩擦积数、增强金属表面的硬度和耐磨性，使其与原材料相比更具有实用价值。
此外，表面氧化技术在电子原材料加工领域也有着广泛的应用。
表面合金化技术是将一层金属合金涂层涂到另一种金属表面上的技术。
这种技术可以改变金属表面的化学成分和力学性能，使之符合特定应用的需要。
表面合金化技术在电子、航空航天、汽车制造等领域中得到了广泛的应用。
当然，以上的表面工程技术仅仅是表面工程技术的冰山一角。
表面工程技术的研究和发展不断推动着各个行业的技术进步和产品发展。
高强度汽车齿轮表面强化技术的研究现状和发展趋势
Internal Combustion Engine&Parts0引言齿轮是汽车机械中传递动力的一个重要零件，其使用寿命及其强度与机械装置的优劣性是关系非常密切的。
随着社会的发展和进步，科技的日新月异，各行各业的人们对汽车的性能有着不同的要求，其要求不断提高，因此对齿轮的要求也就更加严格。
近几年来，各大汽车公司对汽车齿轮的研发都非常重视。
尤其日本、美国、英国、德国等国家提出了非常严格的市场规范。
齿轮需要具备较高的强度和速度，以及耐久、寿命长等特点。
这对齿轮的设计和改进提出了新的研究方向，也为开发新的材料和技术带来了新的任务。
其中，齿轮的表面强化技术是最关键的核心技术，全面提升齿轮的高强度是必要且重要的，需要进一步展开分析和研究。
1汽车齿轮材料技术及研究现状汽车齿轮在传递扭矩和改变速度过程中，往往处于高载荷的工作环境下。
这就在很大程度上要求汽车齿轮材料要具备很好的性能。
汽车中的齿轮处于长期连续负荷的工作状态，齿轮在工作的状态下，既要滚动使用，又需要滑动使用。
在转动的同时，还会受到脉冲的作用。
齿轮存在四种破坏的形式，齿轮被折断会受到破坏，齿轮的点蚀与微观点蚀，齿轮的磨损也会使齿轮受到破坏，齿面的胶合也是一个重要因素。
总体来说，汽车齿轮有四类破坏形式：①齿面胶合；②宏观点蚀、微观点蚀；③磨损；④轮齿折断。
轮齿的表面是非常重要的，轮齿表面要保持完整的状态，也就是不受到任何损伤，这样强化后能够决定表面的状态。
轮齿的表面涂改也是需要重视的，需要综合考虑厚度和强度等因素。
随着科技的进步，汽车的种类越来越多，对齿轮的要求也就越来越高。
所以，也应重视齿轮的材料。
基础材料有较高的质量，才能保障齿轮的质量和使用。
对———————————————————————作者简介:李文军（1990-），男，河北沧州人，助理工程师，研究方向为机械设计制造及其自动化。
的空气制动管路安装时，将卡套预装工作作为其重要组成部分，在不同的方式使用下，要予以不同问题的分析。
金属材料表面强化处理技术研究
金属材料表面强化处理技术研究随着科技的不断进步，人们对材料的性能要求越来越高，因此金属材料表面强化技术应运而生。
其目的是通过加强材料表面硬度以及结晶度，提高金属材料的耐腐蚀性、抗疲劳性、耐磨性以及耐氧化性等性能指标。
在实际生产中，金属材料表面强化技术广泛应用于航空航天、汽车制造、工程机械以及船舶等领域。
本文将深入探讨金属材料表面强化技术的研究现状以及未来趋势。
一、表面强化处理技术的研究现状1.1 涂层技术涂层技术是一种将高硬度的涂层涂覆在金属材料表面的技术。
这种技术的目的是提高金属材料的耐磨性、耐氧化性以及抗腐蚀性等性能指标。
当前应用比较广泛的涂层技术为物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。
PVD涂层技术涂层质量相对稳定，其厚度均匀性好，且氧化膜较少。
CVD技术具有涂层厚度大、涂层成分均匀和表面质量好等优点。
1.2 表面机械处理技术表面机械处理技术通过对金属材料表面进行拉伸、压缩、剪切、滚压等机械作用，来改善金属材料表面的力学性能。
常规的表面机械处理技术主要包括喷丸、冷弯、压花和滚制等。
喷丸技术以其高效、简便和成本低等优点得到广泛的应用。
冷弯、压花和滚制技术的应用范围比较窄，但在某些领域中应用也非常广泛。
1.3 表面化学处理技术表面化学处理技术通常是通过溶液对金属材料表面进行处理，这种处理方式能够增加金属材料表面的粗糙度，并形成一定的氧化膜层。
该膜层不仅能提高钢铁材料的耐蚀性，还能改善钢铁材料的表面质量、电气性能和降低表面的摩擦系数。
当前应用比较广泛的表面化学处理技术为酸洗、碱洗，以及电化学抛光等。
二、表面强化处理技术的未来趋势随着科技的不断发展，金属材料表面强化处理技术也在不断的演变和更新。
未来的表面强化处理技术将集结多种工艺手段，如物理结构调控、多元复合技术、等离子弧等，以期实现表面强化的可持续性和再生性，并提高其处理技术的抗腐蚀性、耐磨性和机械性能能力。
2.1 多元复合技术目前，多元复合磨料研磨技术是针对高硬度材料表面加工最为有效的处理手段之一。
材料表面改性技术的研究进展与应用前景
材料表面改性技术的研究进展与应用前景自工业革命以来，材料科学一直是推动人类社会进步的重要基础。
不仅如此，它也是高新技术产业的重要基础，是现代化国家竞争力的重要标志。
而材料表面改性技术的研究与应用，则是人类科技发展的又一个壮举。
材料表面改性技术，是指将材料的物理性质、化学性质或者表面形态等，通过外部手段进行改善或改变，达到提高材料性能的目的。
在材料研究领域中，表面改性技术是一个非常重要的分支，它能够使材料具有更高的耐腐蚀性、防护性、粘附性、光滑性、导电性、磁性等相关性能，这对于高新技术产业以及现代化国家建设有着至关重要的意义。
一、材料表面改性技术的研究进展一直以来，材料表面改性技术一直在不断地发展着，为人类研究带来了很大的进展。
其中，基于化学原理的表面改性技术（如化学氧化、还原、硫代化等）可以使物质的表面得到化学改性，从而改变材料的性质和功能。
在这种技术中，常用的改性剂物质有氧化剂、还原剂、硫化剂等。
在这些化学改性中最早应用的就是表面氧化，如氧化铝、氧化锌等，而这些化学氧化物因其化学性质稳定、膜层均匀等特点，被广泛应用于高新技术产业中。
除化学改性外，材料表面改性技术中还有许多不同的研究方向，如物理改性和生物改性。
其中，物理改性常以高能电子束、离子束、激光束等为代表，能使材料表面发生各种物理变化，从而提高材料的物理性能和化学性能。
而在生物改性中，蛋白质链接法是最常用的，它能够将生物分子与材料表面表现出的特殊结构进行链接，从而得到新的性能。
二、材料表面改性技术的应用前景材料表面改性技术不仅在材料研究领域中得到了广泛的应用，而且其在工业生产领域也具有重要的价值。
材料表面的改性使材料的性能有了极大的提高，有助于品质的稳定性、机能的性能稳定，同时能够提高材料的科学化、专业化、规模化的生产。
例如，在汽车制造行业，表面改性技术能够保护汽车表面。
汽车外表面被氧化反应所侵蚀，表面就会出现生锈现象，影响美观，甚至使车辆无法通过安全检查。
模具表面强化技术应用现状及发展
（ ）改 变表面 化学成 分的强 化方法 二
１等 离子 化学热处理。等离子化学热处理是利用真空辉 ． 光放 电产生的离子轰击金属表面 ，使表面的成分、组织结构
和性 能都发生变化 。等离子化学热处理 已有离子渗 Ｎ 、渗 Ｃ 、 渗Ｂ 、渗 Ｔ 、渗 Ｓ ｉ 、渗 Ａ 等技术投入应用，实践证 明，经等 １ 离子化学热处理后的模具耐磨性 、疲劳强度、耐腐蚀性都显 著提 高 ’ 此类技术是 目前模具表面强化 中研究和应用最广 。 泛的 ，处理后模具表层硬化、并有高的残余压应力 。目前又 有双元 Ｃ Ｎ共渗、多元共渗 （ － 如最近 开发 的无污染体的 Ｓ Ｎ Ｃ － — 共渗 ）与复合渗等复合表面化学热处理 ，其 目的是为 了保持 单元渗的优点而克服其缺点 ，以得到综合性能更优 良的多元 共渗层 ，提高模具的使用寿命 。研究表 明在氮化工序工件表 面渗入氮等多种元素，形成耐磨和耐疲劳 的化合物层和扩散 层，而氧化工艺使工件形成抗蚀性极好的氧化膜 ，极大地提 高了模具的寿命 。 ２渗金属处理 （Ｄ处理 ） 渗金属处理是 日本丰 田研究所 ． Ｔ 。 开 发 的 ，是 用 熔 盐 浸 镀 法 、 电解 法 及 粉 末 法 进 行 表 面 硬 化 处 理技术的总称 。实际应用最多的是熔盐浸镀法 （ 或称熔盐浸渍 法、盐浴沉积法） 。通过在模 具表面形成 ５ ５． ～１ １ｍ薄膜 （ １ 实为 渗层） ，可显著提高表面硬度、耐磨性、抗粘着性和 耐腐蚀性 大大提高了模具的使用寿命 。 渗金属处理过程是硼砂盐浴中 活性金属原子与工件 （ 基材 ） 本身 的碳原子相结合 的过程 ，其 碳化物的形成机理是 Ｖ ｂ ｒ等碳化物 元素与 Ｃ结合在工 ，Ｎ ，Ｃ 件表面形成 Ｖ ，Ｎ Ｃ ｒＣ等 ，其中 Ｖ ｂ ｒ来 自盐浴中 Ｃ ｂ ，Ｃ — ，Ｎ ，ｃ 所 添 加 的 金属 含 金 或 氧 化 物 粉 末 ，而 碳 化 物 中的 Ｃ 则来 自基
金属材料表面强化技术新进展
金属材料表面强化技术新进展随着科技的不断发展，金属材料表面强化技术也在不断更新换代。
近年来，这方面的研究和应用得到了快速发展，许多新的技术拓展了金属材料表面强化的新思路。
本文将从多个角度就这一问题展开探讨。
一、传统表面强化技术首先，我们需要了解传统的表面强化技术。
传统的表面强化技术包括喷涂、镀膜、热处理等方法。
这些方法的强化机制都是以改变材料的表面结构为主要方式，使得表面的硬度和耐磨性得到提升。
其中，喷涂工艺主要包括冷喷涂、温喷涂和热喷涂。
这些方法的原理均是将材料喷涂到待加工材料表面上，形成一层新的外观，从而提高材料的功能性。
常见的喷涂材料有Ni-Cr合金、WC-Co合金等。
另外，镀膜技术是通过电化学或物理化学原理将材料在金属表面上形成一层薄膜来达到表面强化的目的。
在这个过程中，要选择同材料或类似材料进行镀膜，以达到良好的复合度。
热处理技术是指在特定的温度、时间和气氛下，将材料进行加热处理，使其表面经过凝固、固定和晶变等作用，以实现表面强化。
尽管这些传统的表面强化技术在一定程度上起到了效果，但是它们存在一些不足。
比如喷涂技术需要高温和高压，会导致质量的不稳定;镀膜技术成本高，有环境污染的风险;而热处理技术只能对表面层进行强化，强化深度和层数都有限制。
二、新兴表面强化技术得益于科技技术的不断进步，在表面强化技术方面也取得了新的突破。
下面我们将介绍一些新兴的表面强化技术。
1、等离子体喷涂技术等离子体喷涂技术是一种新型的表面处理技术，它能够将基材表面与涂层有机的结合，生成均匀致密的涂层。
与传统的喷涂技术相比，它的工艺简单、成本低，而且涂层的耐磨性和粘着性也很强。
在航空、汽车、机械等领域有广泛的应用。
2、激光处理技术激光处理技术是通过激光对金属表面进行处理，使其发生物理和化学变化，从而达到表面强化的目的。
激光处理技术既可以提高表面硬度，又能够控制强化层的厚度和深度。
它不仅能够增加金属材料的表面硬度，还可以改善其表面光泽和表面质量。
材料表面强化技术及应用(毕业设计)
前言作为古老又新颖的学科，表面强化技术为致力于改善材料表面化学性质、组织机构、应力状态的性质，在人们生活中被广泛应用。
通过掺杂、扩散、离子注入、化学沉积、电镀以及电子束等技术改变材料表面性质的研究，使得我们能得到更多表面性质优良的金属，使金属得到叫高的抗腐蚀、抗耐磨性，使工业生产设备及产品使用范围更广[1]。
这样，我们能得到更好的表面性质金属及非金属，节约了人类资源，保护和改善了我们的生活环境。
材料表面强化技术已经成为了现在制造业最伟大的创造。
追溯至春秋晚期，我国已应用铜器热镀锡和鎏金技术，从工业革命开始到最近50年，材料表面强化技术得到飞速发展。
本文吸取现代先进技术的优点，对表面技术的应用进行总结，取其精华，去其糟粕，进行综合陈述及比较。
虽然创新很少，但对现有技术的归纳比较在一定程度上更好的促进了表面技术的发展和研究。
本论文重点研究现有的表面强化技术以及这些技术的应用，意在归纳总结，学习传承。
使得我们能更好的学习和了解这些先进的表面技术，为我们以后的研发和应用做好铺垫。
表面强化技术是表面工程的一个分支，是工程科学技术中一个涉及学科广泛、活力很强、成果突出并与生产实践紧密结合的领域，它渗透到航空航天、信息技术、新材料技术以及先进制造技术等前沿技术的各个方面。
从高科技产品到人们日常生活都离不开材料表面强化技术。
离子束、激光束、电子束、微波及超高真空技术的开发，引起了表面工程技术研究和应用的热潮，并成为了世界最关键的技术之一[2]。
本文对材料表面强化技术及应用的研究进行了探讨。
1 表面强化技术概述1.1表面强化技术概述表面工程是一个既古老又新颖的学科，人们使用表面工程技术已有悠久的历史。
追溯到几千年前，我国早在春秋战国时期就已经开始应用钢的淬火、铜器热镀锡、鎏金及油漆等古老技术[3]。
但是，表面工程的迅速发展还是从19世纪工业革命开始，20世纪80年代成为世界上10大关键技术，进入20世纪90年代发展势头出现工程研究的热潮，几乎涉及了工业的各个领域，表面工程技术仍是将是主导21世纪的关键技术之一。
现代表面改性技术的国内外最新研究进展
现代表面改性技术的国内外最新研究进展摘要工业技术的发展使得制造工业产品所需的材料品种日益繁多，为了适应高强度、高硬度、耐磨、耐高温、耐腐蚀等不同要求，通常采用各种表面处理技术对普通金属材料表面进行加工，使其适用各种复杂的工作环境。
金属材料表面改性技术很多，除传统的热处理、电镀堆焊外，还包括激光表面改性、离子注入法、物理气相沉积法和热喷涂等。
本文概略的论述了金属材料表面改性技术的研究进展和国内外无机粉体表面改性的现状，概要的描述了现行的以及正在研究的表面改性技术。
关键字：表面改性技术、金属表面改性、粉体表面改性一、前言表面改性技术(surface modified technique)是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。
它包括化学热处理(渗氮、渗碳、渗金属等);表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等门薄膜镀层(物理气相沉积、化学气相沉积等)和非金属涂层技术等。
这些用以强化零件或材料表面的技术，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。
使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件，提高了可靠性、延长了使用寿命，具有很大的经济意义和推广价值。
表面改性的特点是：（1）不必整体改善材料，只需进行表面改性或强化，可以节约材料。
（2）可以获得特殊的表面层，如果超细晶粒、非晶态、过饱和固溶体，多层结构层等，其性能远非一般整体材料可比。
（3）表面层很薄，涂层用料少，为了保证涂层的性能、质量，可以采用贵重稀缺元素而不会显著增加成本。
（4）不但可以制造性能优异的零部件产品，而且可以用于修复已经损坏、失效的零件。
表面改性技术广泛应用于机械工业、国防工业及航空航天领域，通过表面改性可以使材料性能提高，产品质量提高，降低企业成本。
表面技术的应用，在提高零部件的使用寿命和可靠性，提高产品质量，增加产品的竞争力，以及节约材料，节约能源，促进高科技技术的发展等方面都有着十分重要的意义。
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表面形变强化技术的研究现状许正功,陈宗帖,黄龙发（1. 广西大学机械工程学院，广西南宁350004；2 贵州大学机械工程学院，贵州贵阳550003）摘要：表面强化是近年来国内外广泛研究应用的工艺之一。
常用的金属表面形变强化方法主要有滚压、内挤压和喷丸等工艺，其强化效果显著，成本低廉。
笔者主要概括了表面强化技术的分类、目的和作用，分析了形变强化方法的特点以及目前表面强化主要研究方法的现状和发展趋势。
关键词：表面形变；滚压；内挤压;喷丸分类号：TG178[著作标引] 文献表识码：A引言材料表面处理技术简称材料表面技术，是材料科学的一个重要分支，是在不改变基体材料的成分和性能（或虽有改变而不影响其使用）的条件下，通过某些物理手段（包括机械手段）或化学手段来赋予材料表面特殊性能，以满足产品或零件使用需要的技术和工艺。
材料表面技术在工业中的应用，大幅度提高了产品（尤其是金属零件）的性能、质量和寿命，并产生了巨大的经济效益，因而深受各国政府和科技界的重视。
1 表面形变强化原理通过机械手段（滚压、内挤压和喷丸等）在金属表面产生压缩变形，使表面形成形变硬化层（此形变硬化层的深度可达0.5～1.5mm），从而使表面层硬度、强度提高。
2 表面形变强化工艺分类表面形变强化主要有喷（抛）丸、滚压和孔挤压等三种工艺。
2.1喷丸强化工艺喷丸是国内外广泛使用的一种在再结晶温度以下的表面强化方法，可显著提高抗弯曲疲劳、抗腐蚀疲劳、抗应力腐蚀疲劳、抗微动磨损、耐蚀点（孔蚀）能力，它具有操作简单、耗能少、效率高、适应面广等优点，是金属材料表面改性的有效方法。
2.1.1喷丸强化工艺的工作原理喷丸处理是一种严格控制的冷加工表面强化处理工艺，其工作原理是：利用球形弹丸高速撞击金属工件表面，使之产生屈服，形成残余压缩应力层。
形成压缩应力层的目的是预防工件疲劳破坏，把易产生疲劳破坏裂纹部位的抗应力转为压应力，从而有效地控制裂纹扩展。
2.1.2喷丸强化的发展状况1908年,美国制造出激冷钢丸,金属弹丸的出现不仅使喷砂工艺获得迅速发展,而且导致了金属表面喷丸强化技术的产生。
1929年,在美国由Zimmerli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[1]。
20世纪40年代，人们就发现了喷丸处理可在金属材料表面上产生一种压缩应力层，可以起到强化金属材料、阻止裂纹在受压区扩展的作用。
到了20世纪60年代，该工艺逐步应用于机械零件的强化处理上。
20世纪70年代以来，该工艺已广泛应用于汽车工业，并获得了较大的经济技术效益，如机车用变速器齿轮、发动机及其他齿轮均采用了喷丸强化工艺，大幅度提高了抗疲劳强度。
进入20世纪80年代后，喷丸处理技术在大多数工业部门，如飞机制造、铁道机车车辆、化工、石油开发及塑料模具、工程机械、农业部门等推广应用，到了20世纪90年代其应用范围进一步扩大，如电镀前进行喷丸处理可防止镀层裂纹的发生[2]。
最近几年，随着工业技术的迅猛发展和需求，人们对这一操作简单，效果显著的表面处理技术给予了极大的关注，开发了多种新工艺，下面将介绍包括机械喷丸在内的多种新喷丸工艺的原理和特点逐一介绍。
2.1.2.1机械喷丸大量弹丸在压缩空气的推动下，形成高速运动的弹丸流不断地向零件表面喷射，使金属晶体发生晶粒破碎、晶格扭曲和高密度错位，足够长的时间后，以冷加工的形式使工件表面金属材料发生塑性流动，造成重叠凹坑的塑性变形，在生成凹坑的过程中引起压应力并拉伸表面结构，这一变化过程被工件内部未受锤击的部分所阻挡，因此在工件表面和近表面形成残余的压应力，从而显著地提高了材料的物理和化学性能。
传统的喷丸强化因其具有提高金属零构件抗疲劳断裂能力而得到广泛应用，但也存在不少问题而影响其发展广度和深度：（1）受零构件的凹槽部位和丸粒不能有效撞击难以达到部位的限制，产生喷丸死角，造成喷丸强度不足；（2）受喷丸强化表面粗糙度的限制；（3）受环境污染的限制。
因此，为满足更高的要求，人们有提出了各种不同的新工艺以满足要求。
2.1.2.2激光喷丸激光喷丸强化是一项新技术。
20世纪70年代初，美国贝尔实验室就开始研究高密度激光束诱导的冲击波来改善材料的疲劳强度。
激光喷丸的机理是：短脉冲的强激光透过透明的约束层（水帘）作用于覆盖在金属板材表面的吸收层上，汽化后的蒸气急剧吸收激光能量并形成等离子体而爆炸产生冲击波，由它引起在金属零件内部传播的应力波，当应力波峰值超过零件动态屈服强度极限时，板料表面发生了塑性变形，同时由于表面的塑性变形使表层下发生的弹性变形难以恢复，因此在表层产生残余压应力。
与传统的机械喷丸强化相比，激光喷丸强化具有以下鲜明的特点和优势：（1）光斑大小可调，可以对狭小的空间进行喷丸，而传统机械喷丸受到弹丸直径等因素的限制则无法进行；（2）激光脉冲参数和作用区域可以精确控制，参数具有可重复性，可在同一地方通过累计的形式多次喷丸，因而残余压应力的大小和压应力层的深度精确可控；（3）激光喷丸形成的残余应力比机械喷丸的残余应力大，其深度比机械喷丸形成的要深；(4)激光喷丸使得零件表面塑性变形形成的冲击坑深度仅为几个；（5）适用范围广、对炭钢、合金钢、不锈钢、可锻铸铁、球墨铸铁、铝合金及镍基高温合金等材料均适用[3]。
2.1.2.3高压水射流喷丸强化工艺高压水射流喷丸强化工艺是近30年来迅猛发展起来的一项新技术，在20世纪80年代末，Zafred首先提出了利用高压水射流进行金属表面喷丸强化的思想。
高压水射流喷丸强化机理：就是将携带巨大能量的高压水射流以某种特定的方式高速喷射到金属零构件表面上，使零构件表层材料在再结晶温度下产生塑性形变（冷作硬化层），呈现理想的组织结构（组织强化）和残余应力分布（应力强化），从而达到提高零构件周期疲劳强度的目的。
与传统喷丸强化工艺相比，高压水射流喷丸强化技术具有以下特点：（1）容易对存在狭窄部位、深凹槽部位的零件表面及微小零件表面等进行强化；（2）受喷表面粗糙度值增加很小，减少了应力集中，提高了强化效果；（3）无固体弹丸废弃物，符合绿色材料选择原则，不因弹丸破损而降低表面可靠性；（4）低噪声、无尘、无毒、无味、安全、卫生有利于环境保护和操作者的健康。
高压水射流喷丸强化技术先进、优势明显，具有广阔的应用前景[4]。
2.1.2.4微粒冲击最近日本研究者提出了一种微粒冲击技术，这种方法可大大简化因为想同时提高金属零部件表面硬度、耐疲劳强度、耐磨性能并且降低表面粗糙度，而先后进行喷丸强化、表面研磨和抛光处理的做法。
与传统喷丸强化相比，微粒冲击方法采用的弹丸直径小，冲击速度快，硬度提高，处理后工件表面硬度增加的幅度大，表面的粗糙度小，而且通过残余应力分析，微粒冲击样品的最大残余应力则在表面以下100 处，其存在深度大于微粒冲击，因此与喷丸相比，微粒冲击工件的表层硬度与普通喷丸处理的工件表面硬度相当，但微粒冲击明显降低了工件表面粗糙度，可使得耐磨特性得到了显著的提高，因此可延长被加工工件的使用寿命。
2.1.2.5超声/高能喷丸中国科学院沈阳金属研究所对传统喷丸技术进行了改经，开发了喷丸（高频）和高能喷丸（低频）技术，实现了多种金属材料的表面纳米化，依对304不锈钢的研究表明，随着高能喷丸处理时间的增加，金属中马氏体的含量增加，到一定时间后达到饱和，金属材料表面纳米化可显著提高材料的表面硬度，还可以明显降低氮化温度、缩短氮化时间[5]。
2.1.3喷丸强化发展趋势伴随这现代工业的快速发展,对机械产品零件表面的性能要求越来越高,改善材料表面性能,延长零件使用寿命,节约资源,提高生产力,减少环境污染已成为表面工程技术新的挑战。
作为表面工程技术分支的表面喷丸强化技术面对这些机遇和挑战,将在加强理论研究的基础上发展新技术、新方法、新工艺、新设备和设备控制技术。
其主要研究方向[6]是: 理论研究,也就是研究各种单一喷丸和复合喷丸的强化机理、喷丸提高零构件疲劳和接触疲劳强度的机制、喷丸过程力的作用形式及对表面（变形层厚度、粗糙度等）的影响、喷丸参数（弹丸材质、硬度、直径等）对喷丸强度的影响、喷丸使残余奥氏体转变为马氏体后材料的稳定性及耐磨性等；研究喷丸工艺和其他强化工艺方法的有机结合;加大开发新型、高效、低耗的喷丸设备和弹丸属性对喷丸强化效果的影响；着力解决传统喷丸强化工艺由于喷表面粗糙度、绿色喷丸等方面存在的问题。
2.2 滚压强化工艺滚压强化工艺是一种无切削加工工艺，表面滚压可以显著地提高零件的疲劳强度，并且降低缺口敏感性。
2.2.1滚压强化原理利用特制的滚压工具,对零件表面施加一定压力,使零件表面层的金属发生塑性变形,从而提高表面粗糙度和硬度,这种方法叫做滚压,又称无屑加工。
表面滚压特别适用于形状简单的大零件，尤其是尺寸突然变化的结构应力集中处，如火车轴的轴径等，表面滚压处理后，其疲劳寿命都有了显著提高。
滚轮滚压加工可加工圆柱形或锥形的外表面和内表面曲线旋转体的外表面、平面、端面、凹槽、台阶轴的过渡圆角。
滚压用的滚轮数目有1、2、3。
单一滚轮滚压只能用于具有足够的工件；若刚度工件较小，则需用2个或者3个滚轮在相对的方向上同时进行滚压，以免工件弯曲变形，如图（a）、（b）所示[7]。
2.2.2滚压强化的发展状况滚压强化技术是1929年由德国人提出的，1933年在美国铁路上开始应用滚压方法，1938年前苏联应用于机车车轴轴颈。
1950年美国、前苏联在军用、民用飞机上大量应用孔挤压技术，如提高干涉配合铆接、干涉配合螺接；1970年国内航空部门开始将冷挤压工艺应用到飞机制造及维修中[8]。
目前主要的滚压加工工具有硬质合金滚轮式滚压工具、滚柱式滚压工具、硬质合金YZ型深孔滚压工具、圆锥滚柱深孔滚压工具、滚珠式滚压工具，通过滚压可以提高表面粗糙度2～4级，耐磨性比磨削后提高1.5～3倍，可以修正和提高形通过大量试验研究和工厂实践表明，影响到滚压质量的因素主要有以下几种：工件材料的性质：硬度、塑性、金相组织，硬度越低，塑性越高，则滚压效果越好；预加工的表面状况：表面粗糙度、显微组织、几何形状精度；滚压工具的结构：特殊的加工类型需要相应的滚压工具才能更好的保证加工质量；滚压用量：滚压深度、进给量、滚压速度、滚压次数[10]。
2.2.3滚压强化的发展趋势定量定性。
为获得特定的材料表面晶粒度、变形层厚度，应采用多大的滚压力、滚压速度以及滚压次数，目前没有这方面有指导意义的详细的试验数据或公式。
形式的多样性。
目前的滚压技术一般只适用于回转体类和平面类零件，所以应完善滚压技术使得能适应零件形式的多样性，提高其使用范围。
大塑性变形。
一般传统的滚压技术很难实现大变形，即使施加了比正常情况下高出几倍的压力,达3000N 甚至更高,也未能消除车削留下的刀痕。