4Cr13不锈钢强流脉冲电子束表面处理

摘要

脉冲电子束表面处理是近年来新兴的一种表面改性技术。本文采用俄制Solo-型脉冲电子束装置，选用4Cr13不锈钢为基础实验材料，及兼具40Cr钢表面处理。以优化表面处理工艺和改性机制的研究为目的，利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、EDS能谱、X射线衍射仪等技术手段，分析了试样脉冲电子束处理后表面形貌和显微组织结构。并通过对试样表面粗糙度、显微硬度、耐蚀性、耐磨性等性能测试实验，获得了材料表面处理工艺和探讨了其表面改性机制，结果表明：
　　 1.4Cr13钢处理样表面形貌出现多形态熔坑、三种微裂纹、弥散颗粒、针状变形结构，杂质第二相是诱发熔坑形貌形成主要因素。试样经1Hz、14kV、180A、20次处理，表面熔坑最少、无裂纹缺陷，硬度和耐磨耐蚀性获得显著提高。
　　 2.40Cr钢和4Cr13钢辐照后，表面细晶组织由α和γ两相组成。随脉冲次数增加，γ相含量增加。并且可能由于定向热传导缘故，20次处理以后，两种钢残余奥氏体出现(220)晶面单一强衍射峰。
　　 3.对比未处理试样，处理后试样表面硬度基本呈增加趋势。脉冲电子束的快速加热使材料表面熔化甚至汽化及随后的快冷过程，使得表面晶粒细化和强烈的形变，以及残余应力、晶粒的择优取向、第二相固溶作用起到材料表面强化，局部应力集中导致的裂纹缺陷使表面硬度降低。
　　 4.40Cr钢试样研究发现，过渡层组织柱状晶结构的形成，提高了结构衔接，有效消除了表面改性层与基体之间的裂纹缺陷。处理样显微硬度和耐潮的空气腐蚀性大为提高。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1 章 绪 论

第2 章 设备构造及性能参数

第3 章 强流脉冲电子束辐照4Cr13 不锈钢组织结构

第4 章 强流脉冲电子束辐照4Cr13 不锈钢表面性能与改性机制

第5 章 脉冲电子束处理40Cr 钢表面组织及空蚀性能

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢