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11.02.2020

Influence of Nanocrystalline–Amorphous Composite Layer on Tensile Properties of Pure Titanium

Zeitschrift:
Journal of Materials Engineering and Performance
Autoren:
Lihua Zhu, Yanjin Guan, Zongshen Wang, Jun Lin, Jiqiang Zhai, Zhendong Xie
Wichtige Hinweise

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

Ultrasonic shot peening (USP) is a mechanical surface treatment that induces rapid surface nanocrystallization and partial amorphization. The USP treatment can improve the surface properties but may also influence the integral mechanical performance, e.g., tensile properties. In this study, the tensile properties of USP-treated pure titanium plates were determined. The investigation of microstructures (before and after tensile tests) and the fracture morphology was performed by XRD, SEM and HRTEM methods. According to the experimental results, the influence of the nanocrystalline–amorphous (NC–A) composite layer on ultimate tensile strength (UTS), yield strength, fracture elongation and the fracture mode was studied and discussed. Besides, the relationship between surface hardness and UTS of the USP-treated titanium plates was analyzed and a predictive model for determination of the UTS of the USP-treated pure titanium plate using surface hardness and thickness of NC-A layer or USP parameters was established. The experimental and calculated results are in good agreement with the correlation coefficient of 0.9714.

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