超声滚压对金属表面纳米强化与组织性能提升研究进展

杜沁1，郝敬宾1, 2，刘昊1，杨海峰1（1.中国矿业大学机电工程学院；2.深地科学与工程云龙湖实验室）

摘要：超声滚压技术（USRP）采用超声波能量对金属表面进行纳米强化处理，通过施加高频机械振动引起材料表面塑性变形，显著提升材料的表面完整性与力学性能。作为一种创新的材料表面改性技术，USRP 能在材料表面产生残余压应力，有效防止裂纹形成和扩展，降低腐蚀介质的渗透性。此外，该技术还能形成具有梯度变化晶粒尺寸和取向的纳米结构层，从而显著增强材料的表面硬度及耐磨性。综合USRP 在钢铁、铝合金、钛合金、镁合金、镍合金和高熵合金等领域的研究进展，并归纳这些材料经USRP 处理后，在表面纳米强化和组织性能提升方面的成效。同时，探讨USRP 在提升金属综合性能方面的作用机制，并揭示其在性能提升方面的广泛应用潜力。最后对USRP 的未来应用前景和发展方向进行展望，指明其在提升材料实际应用性能方面的研究价值。

关键词：超声滚压；表面纳米强化；微观结构；力学性能