强流脉冲电子束作用下TiCN涂层微观结构变化与性能研究北大核心CSCD

采用化学气相沉积(CVD)技术在硬质合金基体表面制备TiCN涂层,随后利用强流脉冲电子束(HCPEB)对TiCN涂层表面进行辐照处理。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等仪器观察了HCPEB辐照前后TiCN涂层的微观结构变化,并对比分析了其显微硬度和耐磨性能。结果表明:HCPEB辐照前后TiCN涂层的相组成保持不变,但相衍射峰的位置发生偏移且有所宽化,表明涂层晶粒细化,同时涂层内部应力状态发生改变;辐照后涂层表面粗大的晶粒消失,涂层变得光滑平整;随着辐照次数的增加,涂层的厚度逐渐减小。显微硬度和摩擦磨损试验结果表明,HCPEB辐照显著增加了TiCN涂层的表面显微硬度,其耐磨性能得到显著提升。涂层表面粗糙颗粒的消除、涂层晶粒细化、高密度晶体缺陷的形成以及涂层内部残余应力的改变是HCPEB辐照TiCN涂层性能改善的主要原因。     

强流脉冲电子束材料表面改性技术

介绍了一种强流脉冲电子束(电子炮)材料表面改性技术.首先对电子炮的基本构造及工作原理进行了剖析.然后,使用该装置对Al材料进行了表面改性实验,发现材料近表面层的显微结构及力学性能均发生了明显的变化.最后给出了强流脉冲电子束铝材表面改性的温度场模拟结果.     

强流脉冲电子束粘结层表面改性对热障涂层热震及残余应力的影响

采用等离子喷涂技术在GH4169镍基高温合金表面制备CoCrAlY粘结层,利用电子束蒸发镀膜在CoCrAlY表面蒸镀纳米铝膜并使用强流脉冲电子束熔敷纳米铝膜进行表面改性,使用APS技术在CoCrAlY表面沉积陶瓷层制备改性热障涂层。对粘结层蒸镀铝膜表面改性涂层和普通涂层分别进行热震实验、结合强度测试和残余应力分析。实验发现,在1 050 ℃高温加热后10 ℃水淬的冷热循环条件下,改性涂层的抗热震性能优于普通涂层;热震过程中改性涂层和普通涂层热生长氧化物内产生的残余应力均为压应力,且随热震次数的增加而增大,改性涂层热生长氧化物内残余压应力增长速度小于普通涂层。拉伸结果显示,普通涂层的断裂属于混合断裂,而改性涂层断裂基本发生在陶瓷层和薄膜胶界面,未发现层间断裂。改性涂层结合强度优于普通涂层。实验结果表明,采用电子束蒸发镀膜和强流脉冲电子束技术相结合对粘结层进行熔敷铝膜的表面改性处理,可以显著提高热障涂层冷热循环服役寿命。     

强流脉冲电子束作用下Ti2AlNb微观结构状态与耐腐蚀性能研究北大核心CSCD

利用强流脉冲电子束(HCPEB)对Ti2AlNb合金进行辐照处理,利用X射线衍射仪(XRD),场发射扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)对辐照后合金的显微组织结构进行分析,结果表明,辐照后表面形成大量火山状熔坑,随着辐照次数的增加,熔坑的密度显著减少,辐照后合金发生α+β→O相变,β和O相显著细化;辐照后表层形成了一层厚度约为4μm的重熔层,重熔层中Al发生过饱和固溶而富Al;辐照在亚表层产生高幅值的应力和温度梯度,造成亚表层发生强烈塑性变形,生成高密度的位错,孪晶和层错等缺陷结构。辐照后试样的耐腐蚀性能得到了提高,这主要归因于辐照后产生的表面净化效应和成分均匀化,表面富Al生成致密的Al_(2)O_(3)保护膜以及Al的增强扩散修复腐蚀过程中损耗的Al_(2)O_(3)膜,提高了Ti2AlNb合金的耐腐蚀性能。     

强流脉冲电子束表面改性镍基合金的研究

DZ22合金因其优良的高温性能被广泛的应用于高温热端构件。为了进一步提高DZ22合金表面性能,使用强流脉冲电子束对其表面进行轰击。本文主要讨论温度场模拟及微观组织状态。采用abaqus模拟软件对轰击时DZ22镍基合金表面的温度场进行模拟。模拟结果表明,轰击时试样表面在0.68μs时达到轰击时表面的最高温度1629℃,超过DZ22镍基高温合金熔点。利用激光共聚焦显微镜对轰击前后合金表面形貌进行观测,实验结果显示,轰击后试样表面产生熔坑形貌。利用X射线衍射仪对轰击前后合金表面组织结构进行分析,实验表明,轰击使合金表面应力状态与晶粒的生长方向发生改变。结果表明,轰击使得DZ22合金表面出现熔坑形貌且改变其晶粒方向。     

热障涂层HCPEB改性过程中的应力研究

通过有限元分析软件Abaqus,采用三维模型,对热障涂层表面强流脉冲电子束改性过程进行了数值模拟,分析了电子束轰击过程温度变化以及涂层系统内部应力的分布情况。结果表明,随着外界能量的增加,涂层温度随着涂层厚度的增加而减小;当外界能量消失,冷却过程中,由于涂层表面和周围的热辐射和热扩散作用,陶瓷层表面最先冷却,此时陶瓷层内部温度略微升高,之后陶瓷层内部热能通过陶瓷层表面进行释放,最后整个涂层冷却至室温,温度随时间变化率高达106~107K/s。冷却至室温时,应力随陶瓷层厚度的增加呈先减小后增加的趋势,而在涂层表面径向应力先减小后增加,达到0.5 MPa后,应力开始减小至稳态值。     

强流脉冲电子束表面处理对TiAlN涂层刀具的组织结构及性能的影响

采用强流脉冲电子束表面改性技术对TiAlN涂层刀具表面进行轰击处理。利用扫描电镜、X射线衍射仪研究轰击次数对TiAlN涂层刀具表面形貌、涂层厚度及物相组成的影响,检测TiAlN涂层的显微硬度和粗糙度,并对轰击前后涂层刀具的切削性能进行分析。结果表明:随着轰击次数的增加,涂层的厚度减小,涂层表面在微区范围内更致密、光滑,显微硬度则先小幅提高后急剧下降,而涂层的物相组成基本保持不变。与原始刀具的切削性能相比,轰击后的涂层刀具切削速率小幅提高,而刀具后刀面磨损有所下降。     

热障涂层的研究现状与发展方向

热障涂层(TBCs)是目前最先进的高温防护涂层之一,具有良好的隔热效果和抗高温氧化性能.综述了热障涂层的陶瓷材料、粘结层材料、涂层结构、制备工艺及涂层失效机理等5个方面的研究现状,在此基础上提出了热障涂层的发展方向.     

镁合金强流脉冲电子束表面改性

选用变形镁合金AZ31和铸造镁合金AZ91HP作为研究对象,进行强流脉冲电子束表面处理研究,这种处理能够有效地提高镁合金的抗蚀性和达到表面强化效果.处理后样品表面呈起伏形貌,出现典型熔坑,重熔层4 μm～10μm,导致表面出现塑性变形,主要是孪晶形式.由于镁的蒸发和第二相Mg17Al12熔化,表面形成铝的过饱和固溶体.性能测试主要是摩擦磨损和抗腐蚀性能测试.近表层几百微米范围内均出现显微硬度值升高的现象,改性样品平均摩擦系数降低,耐磨性提高.处理后样品在5%NaCl溶液中抗腐蚀性能有显著提高,镁合金强流脉冲电子束处理后,铝固溶度增加,表面易于形成致密的氧化膜,动电位极化曲线测量结果显示极化电阻增大,自腐蚀电流降低,最大可降低三个数量级,极化电阻与之相反.     

强流脉冲电子束对4Cr13不锈钢的表面改性

为了改善4Cr13不锈钢的表面强度和耐磨性,对其进行了强流脉冲电子束表面辐照处理,研究了该处理对4Cr13的形貌、相结构、显微硬度及耐磨性能的影响。结果表明：电子束处理后,不锈钢表面出现多种形态的熔坑,20次脉冲处理时熔坑边缘出现了大量的变形孪晶;脉冲电子柬处理使不锈钢发生了由α相向γ相的转变,表层晶粒细化至纳米尺度;...     

AZ31镁合金强流脉冲电子束表面改性研究

通过动电位极化曲线测试.光学电子显微镜及电子探针等方法研究了强流脉冲电子束表面处理对AZ31镁合金腐蚀性能的影响及样品的表面形貌与成分.结果表明,在5%NaCl溶液中,加速电压27kV、脉冲8次处理后的样品比原始样品耐蚀性提高了1.6倍;处理后样品的表面出现了典型的熔坑形貌;电子束快速凝固过程使最表层晶粒细化,进而导致表层镁、铝元素含量及分布形式发生变化.样品表层铝元素含量的提高是改善其耐腐蚀性能的主要原因.     

AM50镁合金强流脉冲电子束表面改性的研究

采用强流脉冲电子束（HCPEB）对含稀土的AM50镁合金进行表面改性处理。利用金相显微镜、扫描电镜和显微硬度计等对试样的截面和表面进行观察,研究了强流脉冲电子束表面改性对其摩擦磨损性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明：处理层的截面组织经脉冲电子柬轰击后发生了很大的变化;从表面形貌可以看出存在许多弥散分布的微米尺度的熔坑;显微硬度测试结果表明,处理层的硬度比基体的硬度明显提高;耐磨性及耐腐蚀性能均较基体提高,同时在不同处理参数下耐磨性及耐腐蚀性能有所不同。     

纯镁强流脉冲电子束表面改性及合金化研究

强流脉冲电子束是一门新兴的表面处理技术。本文利用强流脉冲电子束对纯镁进行表面改性,并尝试表面合金化铝处理。利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对表面处理层形貌和组织结构进行了分析,同时也进行了摩擦腐蚀性能测试。纯镁强流脉冲电子束表面改性后,显微硬度得到明显提高;纯镁表面合金化铝后,样品抗5％NaCl溶液腐蚀性能得到显著提高,维钝电流密度降低2个数量级以上,同时也对相关改性机理进行了初步分析。     

Research State of High Current Pulsed Electron Beam Surface Treatment

强流脉冲电子束(HCPEB)表面处理是一种新兴的高能束表面处理技术.综述了脉冲电子束处理,表面熔坑的形成机制及熔坑、弥散颗粒、裂纹、波状起伏、条形纹理、胞状晶等典型形貌影响因素和演变规律方面的研究成果,总结了表层结构变化与表面显微硬度、耐磨性、耐蚀性能等改性工艺的研究现状,并认为扩大强流脉冲电子束应用范围和系统的探究是目前研究的重点.     

HCPEB表面处理的研究现状

强流脉冲电子束(HCPEB)表面处理是一种新兴的高能束表面处理技术.综述了脉冲电子束处理,表面熔坑的形成机制及熔坑、弥散颗粒、裂纹、波状起伏、条形纹理、胞状晶等典型形貌影响因素和演变规律方面的研究成果,总结了表层结构变化与表面显微硬度、耐磨性、耐蚀性能等改性工艺的研究现状,并认为扩大强流脉冲电子束应用范围和系统的探究是目前研究的重点.     

强流脉冲电子束作用下40Cr表面性能的研究

强流脉冲电子束照射下40Cr试样表面熔坑现象随照射次数的变化而改变。通过金相显微镜观察得到试样表面粗糙度随熔坑的变化趋势,同时观察截面的金相组织,分别测量不同照射次数下试样的表面与截面硬度,在此基础上分析照射次数对试样硬度的影响。采用摩擦磨损试验测试不同照射次数下试样的表面耐磨性能,结果表明经25次照射后试样磨痕宽度减小、磨损体积缩小。     

HCPEB表面处理的研究现状

强流脉冲电子束(HCPEB)表面处理是一种新兴的高能束表面处理技术.综述了脉冲电子束处理,表面熔坑的形成机制及熔坑、弥散颗粒、裂纹、渡状起伏、条形纹理、胞状晶等典型形貌影响因素和演变规律方面的研究成果,总结了表层结构变化与表面显微硬度、耐磨性、耐蚀性能等改性工艺的研究现状,并认为扩大强流脉冲电子束应用范围和系统的探究是目前研究的重点.