Improvement of wear resistance of AZ31 and AZ91HP by high current pulsed electron beam treatment

The surface modification of magnesium alloys （AZ31 and AZ91 HP） was studied by a high current pulsed electron beam（HCPEB）. The results show that the cross-sectional microhardness of treated samples increases not only in the heat affected zone（ HAZ）, but also beyond HAZ, reaching over 250μm. This is due to the action of quasi-static thermal stress and the shock thermal stress wave with materials, which result in its fast deformation on the surface layer and so increases microhardness. For the AZ91HP alloy, a nearly complete dissolution of the intermetallic phase Mg17Al12 is observed, and a super-saturated solid solution forms on the re-melted surface, which is due to the solute trapping effect during the fast solidification process. Measurements on sliding wear show that wear resistance is improved by approximately 5.6 and 2.4 times for the AZ31 and AZ91HP respectively, as compared with as-received samples.     

强流脉冲电子束表面改性FeCrAl涂层的显微组织及耐高温腐蚀性能研究

目的改善FeCrAl涂层表面组织,提高其耐高温盐溶液腐蚀性能。方法用电弧喷涂方法在45碳钢表面制备FeCrAl(Cr 25.5%,Al 5.5%,Fe余量)涂层。用强流脉冲电子束(HCPEB)对FeCrAl涂层进行表面改性处理,工作参数为:脉冲宽度200μs,能量密度分别为20、25、30、40 J/cm^2。处理脉冲次数均为1次。通过金相显微镜和扫描电子显微镜对改性层形貌进行分析,通过电子探针方法测量改性前后涂层中Fe、Cr、Al和O元素的分布变化,利用X射线衍射分析对比改性层的相成分组成。在温度650℃下,以Na2SO4+K2SO4饱和盐溶液为腐蚀介质,测试FeCrAl涂层的高温腐蚀性能,并对腐蚀表面形貌进行分析。结果HCPEB处理FeCrAl涂层发生表层重熔,原始粗糙疏松的涂层组织变得光滑致密,表面出现分离的球冠状凸起,凸起内部由排列紧密的Fe-Cr柱状晶组成,Al元素向凸起结构的表面和周围凹陷处聚集。随HCPEB处理能量密度增大,凸起结构尺寸增加,涂层表面的Fe2O3相消失,α-Al2O3相含量增多。经120h高温腐蚀后,原始涂层腐蚀增重63.8 mg/cm^2,HCPEB能量密度20 J/cm^2处理的样品腐蚀增重51 mg/cm^2。结论使用HCPEB在脉冲宽度200μs和能量密度20 J/cm^2下处理FeCrAl涂层后,其高温腐蚀增重较原始涂层减少20%,而使用过高的HCPEB能量密度处理会导致FeCrAl涂层表面结构和耐高温腐蚀性能变差。     

强流脉冲电子束M2高速钢表面改性组织和耐磨性能

目的 改善M2高速钢表面组织,提高其耐磨性和红硬性。方法 利用强流脉冲电子束(HCPEB)进行M2高速钢表面辐照改性处理,工作参数包括加速电压25 kV,脉冲宽度2.5μs,能量密度4 J/cm²,脉冲次数3、8和15次。采用MEF-4型光学显微镜和Zygo 9000型3D表面光学轮廓仪观察辐照前后样品表面形貌。采用XRD-6000型X射线衍射仪分析改性层组成。采用DMH-2LS型努氏显微硬度计测量样品表面和截面硬度。采用CFT-I型摩擦磨损试验机测量表面耐磨性能。在600℃下保温1 h后空冷,测量样品表面硬度变化用以比较红硬性。结果 HCPEB改性M2高速钢样品表面重熔并出现熔坑,随脉冲次数增加,熔坑数量减少且尺寸增加,表面粗糙度下降,15次脉冲处理样品表面形成大量孪晶,熔坑内部出现熔孔和微裂纹。重熔层组织细化致密,碳化物类型改变,碳化物颗粒尺寸减小,残余奥氏体数量增加。相对于未改性样品,15次脉冲处理样品表面硬度提高53.5%,磨损体积减小16.5%,红硬性提高19.2%。结论 HCPEB可有效改善M2高速钢表面组织,使表面显微硬度、耐磨性和红硬性指标均有明显...     

基于ActiveX的Web组态软件及其浏览器的研究

本文采用ActiveX控件技术构建了Web组态软件,将复杂的系统开发简化为控件及容器的设计,降低了开发难度。同时,为形成完整的Web组态软件,方便用户操作,提高系统安全性,通过与IE接口交互实现了面向组态软件的浏览器定制。在保留浏览器前进、后退等基本功能的基础上,对IE的复杂结构进行了裁减,并扩展了适用于Web组态的工程管理窗口、定时刷新等功能。在Windows2000/XP系统上运行,比IE占用较少的内存,并且系统运行稳定,证明将浏览器嵌入Web组态软件是可行、有效的。     

强流脉冲电子束轰击作用下的扩散模型及其数值计算

在温度场和应力场计算的基础上建立了强流脉冲电子束轰击作用下的扩散模型,并给出了数值方法及其数值解。该模型与方法同样适用于其它高能束流作用下的扩散过程。计算表明,浓度扩散流仍然是影响扩散的主要因素;而轰击超过一定次数后,扩散的作用将减弱;当边界条件为表面扩散时,扩散进行较快,这是表面涂覆加脉冲电子束后处理快速表面合金化工艺的理论基础。对实验结果和理论结果的对比分析表明,在脉冲轰击下,扩散激活能随空位浓度的增加而下降,从而加速扩散过程;在表面有熔化的情况下,则液态时的对流混合作用是主导因素。     

强流脉冲电子束表面处理对不锈钢316L耐蚀性能的影响

利用"Nadezhda-2"型强流脉冲电子束装置,以奥氏体不锈钢316L为实验材料,分别通过金相显微镜、X射线衍射、电子探针及电化学腐蚀仪等手段对处理后的样品进行组织分析和性能测试.结果表明,处理材料表层微晶粒尺寸明显细化(纳米化),同时形成显著的(111)晶面择优取向,表面层成分分布趋于均匀.上述脉冲强流电子束轰击诱发的材料组织、结构及成分分布变化构成不锈钢316L耐蚀性能提高的主要原因.     

强流脉冲电子束处理对Al-20Si合金微观组织和显微硬度的影响

研究了强流脉冲电子束处理对过共晶铝硅合金Al-20Si组织结构和显微硬度的影响.通过扫描电镜和X射线衍射对改性表面的组织特征进行了分析.扫描电镜结果表明,在电子束所诱导的顶部熔化层中,初生硅溶解在铝基体中形成了铝硅过饱和固溶体.相邻初生硅颗粒由于硅元素的扩散融合成大的初生硅颗粒.X射线衍射分析表明电子束处理后铝的晶格常数下降,晶格畸变增加.显微硬度测试结果指出初生硅的表面硬度在电子束处理后从中心向边缘呈现梯度分布,并且初生硅的中心硬度随脉冲次数的增加而减小.这表明强流脉冲电子束技术在处理过共晶铝硅合金初生硅组织中有着良好的应用前景.     

LY12铝合金强流脉冲电子束表面改性层组织结构及性能

用强流脉冲电子束对LY12铝合金表面进行辐照处理,结果表明,处理后合金表面出现熔坑,随辐照次数增加,熔坑数量减少但直径变大;XRD分析表明改性层中存在-Al和CuMgAl2和CuAl2相,重熔层再结晶有择优取向。表面截面硬度增大,在一定深度处达最大值,而后随电子束沉积能量减少而开始下降。电化学腐蚀试验表明,辐照处理样品的自腐蚀电位从–0.63 V提高到–0.52 V,自腐蚀电流由1.09 10 7A降低至3.12 10 9A,耐腐蚀性能明显提高。     

镁合金AZ31腐蚀性能研究

利用强流脉冲电子束对镁合金AZ31表面进行快速铝合金化处理。分析表面合金化层的显微结构,测量铝合金化前、后镁合金AZ31样品在5%NaCl溶液中的腐蚀性能。测试结果表明,AZ31样品表面约10μm层深范围内的Al元素含量有所增加,合金化层的晶粒细化,加入的Al元素以固溶形式存在。表层铝元素的添加可提高镁合金AZ31的耐蚀性,原始样品自腐蚀电位为-1231mV,极化电阻为0.4531kΩ·cm2,铝合金化样品的自腐蚀电位提高到-669.1mV,对应极化电阻增加到2.202kΩ·cm2,较原始样品的极化电阻提高近5倍。     

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.