扫描电子束能量峰值对表面温度场的影响规律

目的 明确扫描电子束环状下束方式下能量分布数学模型以及能量峰值系数对45钢表面温度场的影响规律。方法 基于高斯热源模型,引入能量峰值位置参数,演算扫描电子束环状下束方式下能量分布的数学模型,利用COMSOL软件,模拟扫描带热循环曲线与温度场。结果 针对环状下束方式下电子束热源模型进行修订,电子束能量分布沿中心线对称分布,表层能量分布与偏转角度和能量峰值参数相关,能量峰值参数在0~1内,数值越大c点第一、二能量峰值及其差值越大,扫描带纵向点温差越小,热循环曲线间距越小;电子束下束与收束阶段,束斑温度变化较大,而扫描中期温度较为稳定,能量峰值参数越大,45钢表层高温区域半径越大,最高温度也有所增加;45钢经不同能量峰值系数作用后,扫描带与亚高温带区域的宽度有所不同。结论 能量峰值参数对环状电子束能量分布有较大影响, 时束斑在表层能量梯度最小,有利于大面域电子束表面改性下的能量均匀分布。     

45钢电子束扫描表面W合金化组织和硬度

电子束扫描表面合金化技术可以改善钢铁材料的组织及性能. 采用等离子热喷涂技术和电子束扫描技术对45钢表面进行熔覆合金化处理. 研究电子束扫描对强化层组织和硬度的影响,探讨了电子束功率、扫描速度对强化层组织和硬度的影响规律. 结果表明,45钢经表面合金化处理后,其表面可分为合金化区、热影响区和基体区. 合金化区的显微组织为针状马氏体和碳化钨颗粒,硬度为1 250 HV,是基体硬度的5倍. 热影响区的组织为针状马氏体和铁素体,硬度为860 HV,是基体的3倍. 基体区的组织为珠光体和铁素体. 电子束工艺参数对强化层组织和硬度有较大影响,强化层厚度随电子束功率的增加而增大,随着扫描速度的增加而减小.