表面纳米晶化对316L奥氏体不锈钢表面硬质涂层摩擦学与腐蚀性能的协同增强机制

本文推荐：研究采用表面机械研磨处理（SMAT）在316L不锈钢表面构建纳米晶梯度结构，显著提升AlCrN和AlCrN/DLC（类金刚石碳）涂层的性能。SMAT使基体表面硬度从180±4 HV0.1跃升至350±9 HV0.1，涂层摩擦系数（COF）降至<0.01，磨损量降低95-98%，腐蚀性能同步优化。该预处理为医疗器械、航空航天等软基体材料表面强化提供新策略。

　　

亮点

表面机械研磨处理（SMAT）在AISI 316L不锈钢表面成功构建纳米晶梯度结构，形成从基体到表层的硬度梯度（180±4 HV_0.1→350±9 HV_0.1）。这种"由内而外"的强化策略，为后续AlCrN和AlCrN/DLC（类金刚石碳）涂层提供了完美的"地基"。

结论

1. 1.

   SMAT预处理在钢表面打造出纳米晶梯度结构，硬度提升近一倍，堪称材料的"钢铁侠战衣"。

2. 2.

   AlCrN涂层使材料磨损量暴降95-98%，摩擦系数（COF）稳定在超低区间；而DLC涂层更将COF压至<0.01，20N载荷下磨损量仅0.57±0.05×10^-3 mm³，堪比"分子级润滑"。

3. 3.

   SMATed基体上的涂层像"长"在材料表面：划痕测试显示其附着力显著优于未处理基体，腐蚀防护性能同步升级。

4. 4.

   这种"梯度强化+双涂层"的组合拳，为医疗器械、海洋工程等需要兼具超强耐磨和耐蚀的场景提供了黄金解决方案。