近日，长江大学物理与光电工程学院雷磊副教授课题组在表面工程领域取得重要进展。研究成果以“Tailoring an abnormal gradient with nano-dislocation networks via hybrid laser-quenching/USRP: A breakthrough in wear resistance of steel”为题，在国际摩擦学顶刊《Tribology International》（中科院一区TOP期刊）正式发表。我院本科生杨张浩、黄淑睿为论文共同第一作者，雷磊副教授为唯一通讯作者，长江大学为第一完成单位。
针对石油装备中高压阀门等关键部件长期依赖流程复杂、自动化程度低的渗碳强化工艺这一行业共性问题，雷磊副教授团队发展了“激光硬化+超声表面滚压”协同强化工艺。该工艺在材料表层构筑具有“反常晶粒梯度-纳米位错网络”的跨尺度强化结构：激光加热高效率制备深层反常晶粒梯度硬化层，后续超声滚压在粗晶马氏体中引入高密度纳米位错网络，协同碳过饱和固溶强化使表层纳米硬度提升至10 GPa以上，突破了经典“粗晶软化”理论认知，并显著提升了材料的耐磨性。此外，研究所采用的激光加热机器人与数控滚压设备与工业数字化产线具备良好兼容性，有望为探索替代传统渗碳工艺、推动绿色高效的全程自动化生产提供一种可行路径。
研究工作获国家自然科学基金、国家科技重大专项、贵州省自然科学基金及湖北省教育厅科研项目支持。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301679X25008084
（审核 张华峰，编辑 梁军）
