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强流脉冲电子束诱发温度场及表面熔坑的形成 预览 被引量:22
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作者 秦颖 王晓钢 +5 位作者 董闯 郝胜智 刘悦 邹建新 吴爱民 关庆丰 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期 3043-3048,共6页
在强流脉冲电子束表面改性实验的基础上,通过数值计算方法对铝和钢的温度场和熔化过程进行模拟,给出了最先熔化的位置、形成熔孔的最大深度以及表面层下熔化的最大深度.通过铝和钢的熔化潜热温度补偿的数值模拟结果和实验结果的对比,揭... 在强流脉冲电子束表面改性实验的基础上,通过数值计算方法对铝和钢的温度场和熔化过程进行模拟,给出了最先熔化的位置、形成熔孔的最大深度以及表面层下熔化的最大深度.通过铝和钢的熔化潜热温度补偿的数值模拟结果和实验结果的对比,揭示了亚表层率先升温及熔化从而通过表层向外喷发的熔坑的形成机制. 展开更多
关键词 脉冲电子束 热传导 数值模拟 熔化潜热 表面熔坑 热扩散率
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强流脉冲电子束表面处理 预览 被引量:26
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作者 郝胜智 吴平生 +3 位作者 张向东 邹建新 秦颖 董闯 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期 77-81,共5页
以T8钢、D2模具钢和AZ91HP镁合金为试验材料,利用强流脉冲电子束(加速电压为27 keV,脉冲持续时间约为1μs,能量密度约为2.2 J/cm^2)在试样表面进行辐照处理,研究了处理试样的表层组织、相结构及性能变化规律。另外,结合电子束能量沉... 以T8钢、D2模具钢和AZ91HP镁合金为试验材料,利用强流脉冲电子束(加速电压为27 keV,脉冲持续时间约为1μs,能量密度约为2.2 J/cm^2)在试样表面进行辐照处理,研究了处理试样的表层组织、相结构及性能变化规律。另外,结合电子束能量沉积过程中瞬时温度和应力的作用特点,详细讨论了表面熔坑及深层硬化现象的形成机理。 展开更多
关键词 表面改性 脉冲电子束 辐照处理 组织
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模具钢电子束表面改性研究 预览 被引量:21
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作者 吴爱民 陈景松 +4 位作者 张爱民 邹建新 郝胜智 徐洮 董闯 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第8期 608-614,共7页
利用电子束进行表面热改性处理是材料表面处理中的一种新兴技术.本文利用强流脉冲电子束(High current pulsed electron beam, HCPEB)技术对模具钢D2(Cr12Mo1V1)和模具钢H13(4Cr5MoSiV1)进行了表面改性处理.对改性试样进行了表面形貌及... 利用电子束进行表面热改性处理是材料表面处理中的一种新兴技术.本文利用强流脉冲电子束(High current pulsed electron beam, HCPEB)技术对模具钢D2(Cr12Mo1V1)和模具钢H13(4Cr5MoSiV1)进行了表面改性处理.对改性试样进行了表面形貌及组织结构分析,并进行了显微硬度及磨损性能测试,结果表明,电子束轰击处理后试样的最表层发生熔化,晶粒明显细化,表面重熔层厚度最厚处达到了10μm左右.试样次表层几百微米范围内都存在显微硬度增加现象,并呈现特殊的曲线分布状态.试样相对耐磨性也分别提高了5.63倍(D2)和11.76倍(H13). 展开更多
关键词 脉冲电子束 模具钢 表面改性 耐磨性 表面处理
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强流脉冲电子束应力诱发的微观结构 预览 被引量:20
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作者 关庆丰 安春香 +5 位作者 秦颖 邹建新 郝胜志 张庆瑜 董闯 邹广田 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期 3927-3934,共8页
利用强流脉冲电子束装置在各种工艺条件下对奥氏体不锈钢、单晶铝及多晶铝等面心立方金属进行辐照处理.利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜等详细分析了辐照样品的变形组织与结构.通过分析,在一定程度上建立起强流脉冲电子束诱发的应... 利用强流脉冲电子束装置在各种工艺条件下对奥氏体不锈钢、单晶铝及多晶铝等面心立方金属进行辐照处理.利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜等详细分析了辐照样品的变形组织与结构.通过分析,在一定程度上建立起强流脉冲电子束诱发的应力特征与变形结构之间的关系,并对目前现有的几种应力波数值模拟结果进行了分析.实验结果表明,强流脉冲电子束能够在材料内部诱发102-103 MPa的应力,其传播方式与材料的晶体结构关系密切.这一应力是导致材料深层性能与微观组织结构发生变化的根源所在. 展开更多
关键词 脉冲电子束 微观结构 应力诱发 透射电子显微镜 扫描电子显微镜 奥氏体不锈钢 面心立方金属 微观组织结构 工艺条件 变形组织 辐照处理 变形结构 应力特征 模拟结果 发生变化 结构关系 传播方式 多晶铝 单晶铝 应力波
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D2钢电子束表面改性抗微动磨损性能研究 预览 被引量:17
5
作者 吴爱民 刘捍卫 +2 位作者 邹建新 周仲荣 董闯 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第9期 758-765,共8页
利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对D2钢进行了表面改性处理.结果表明,电子束轰击试样近表层组织结构发生了很大变化,且亚表层显微硬度明显增加.微动磨损结果显示,电子束处理可以改善D2钢抗微动磨损性能,预涂覆TiN和Cr层效果更明显.磨痕SE... 利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对D2钢进行了表面改性处理.结果表明,电子束轰击试样近表层组织结构发生了很大变化,且亚表层显微硬度明显增加.微动磨损结果显示,电子束处理可以改善D2钢抗微动磨损性能,预涂覆TiN和Cr层效果更明显.磨痕SEM分析表明,涂覆Cr层的样品微动磨损主要机制是粘着和氧化,而TiN涂层及电子束直接处理试样主要磨损机制则是表面疲劳微裂纹的扩展和断裂产生的剥落颗粒,在摩擦面造成磨粒磨损,同时也伴随轻微的粘着和氧化,其磨损机制相对比较复杂. 展开更多
关键词 D2钢 抗微动磨损性能 脉冲电子束 模具钢 表面改性 微动磨损
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强流脉冲电子束表面改性的物理模型及数值模拟 预览 被引量:18
6
作者 秦颖 吴爱民 +4 位作者 邹建新 郝胜智 刘悦 王晓钢 董闯 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期 701-704,共4页
推导出了强流脉冲电子束处理过程的应力场方程,利用数值模拟,得到了温度场和应力场的分布曲线,分别给出了熔化深度、升降温的速率及温度梯度的大小,准静态应力和热应力波的幅值、应力波的传播及反射过程,利用数值模拟结果对实验中观察... 推导出了强流脉冲电子束处理过程的应力场方程,利用数值模拟,得到了温度场和应力场的分布曲线,分别给出了熔化深度、升降温的速率及温度梯度的大小,准静态应力和热应力波的幅值、应力波的传播及反射过程,利用数值模拟结果对实验中观察到的实验现象熔化深度、材料表层及次表层数微米范围内组织结构的变化及数百微米的硬度提高等给出了解释. 展开更多
关键词 脉冲电子束 表面改性 物理模型 数值模拟 应力场方程 温度场 熔化深度 热应力波 材料科学
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强流脉冲电子束轰击产生表面熔坑的数值模拟研究 预览 被引量:11
7
作者 秦颖 吴爱民 +3 位作者 邹建新 刘悦 王晓钢 董闯 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期 85-89,共5页
在纯Al强流脉冲电子束表面改性实验的基础上,通过数值计算方法对其温度场和熔化过程进行了模拟,给出了脉冲半高宽度为0.5μs、能量为3J/cm2电子束轰击铝靶后:熔化深度约为2.5μm,与TEM的观察结果一致,熔化从0.4μs开始到1.6μs结束,最... 在纯Al强流脉冲电子束表面改性实验的基础上,通过数值计算方法对其温度场和熔化过程进行了模拟,给出了脉冲半高宽度为0.5μs、能量为3J/cm2电子束轰击铝靶后:熔化深度约为2.5μm,与TEM的观察结果一致,熔化从0.4μs开始到1.6μs结束,最先完全熔化的位置约为1.4μm,亚表层首先熔化并且迅速膨胀(沉积的能量在最大射程的1/3处达到最大值),体积膨胀力大约为275MPa,引起了熔体从亚表层通过表层向外喷发,熔体的喷发速度约为1330m/s,随后表面从内向外经历速率为109K/s的冷却过程,因而使得表面形成类似于火山坑状的"熔坑".验证了SEM和TEM的实验结果. 展开更多
关键词 脉冲电子束 HCPEB 数值模拟 熔坑
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利用强流脉冲电子束对45^#钢进行表面改性 预览 被引量:16
8
作者 邹慧 关庆丰 +2 位作者 张庆瑜 董闯 梁亮 《吉林大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期 127-131,共5页
利用强流脉冲电子束对45#钢进行了表面改性处理,并对其显微组织和改性机制进行了分析和讨论.结果表明:材料近表层的显微组织沿电子束注入方向大致可分为4层:熔化层(3~10 μm)、热影响层(10~50 μm)、应力影响层(50~250 μm)、基体组... 利用强流脉冲电子束对45#钢进行了表面改性处理,并对其显微组织和改性机制进行了分析和讨论.结果表明:材料近表层的显微组织沿电子束注入方向大致可分为4层:熔化层(3~10 μm)、热影响层(10~50 μm)、应力影响层(50~250 μm)、基体组织(大于250 μm);显微硬度随轰击次数的增加而增加,最大值出现在50 μm左右;多次轰击可以提高耐磨性. 展开更多
关键词 脉冲电子束 表面改性 显微组织 45^#钢
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强流脉冲电子束辐照下单晶铝中的堆垛层错四面体 预览 被引量:16
9
作者 关庆丰 陈波 +2 位作者 张庆瑜 董闯 邹广田 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期 392-397,共6页
利用强流脉冲电子束技术对单晶铝进行了辐照,并利用透射电镜对强流脉冲电子束诱发的空位簇缺陷进行分析。实验结果表明,强流脉冲电子束能够诱发位错圈、孔洞甚至堆垛层错四面体这种通常在高层错能金属中不能形成的空位簇缺陷,并且三... 利用强流脉冲电子束技术对单晶铝进行了辐照,并利用透射电镜对强流脉冲电子束诱发的空位簇缺陷进行分析。实验结果表明,强流脉冲电子束能够诱发位错圈、孔洞甚至堆垛层错四面体这种通常在高层错能金属中不能形成的空位簇缺陷,并且三种不同类型的空位簇缺陷的形核过程并不同时发生,三种空位簇缺陷存在着密切的关系。根据实验结果提出了堆垛层错四面体形成与生长机理。 展开更多
关键词 脉冲电子束 堆垛层错四面体 单晶铝 空位簇缺陷
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316L不锈钢强流脉冲电子束表面钛合金化及其耐蚀性 预览 被引量:12
10
作者 张可敏 邹建新 杨大智 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期 108-113,共6页
利用强流脉冲电子束对不锈钢表面进行了快速钛合金化。将精细钛粉预涂在基体表面后采用强流脉冲电子束对其进行后处理。在电子束对表面的快速加热熔化、混合及增强扩散效应的作用下,部分钛熔入基体表层形成一层富钛层。由于钛的添加有... 利用强流脉冲电子束对不锈钢表面进行了快速钛合金化。将精细钛粉预涂在基体表面后采用强流脉冲电子束对其进行后处理。在电子束对表面的快速加热熔化、混合及增强扩散效应的作用下,部分钛熔入基体表层形成一层富钛层。由于钛的添加有利于形成α相,合金层由α相和γ相混合组成。在模拟体液中的动态极化测试表明,316L医用不锈钢经强流脉冲电子束表面钛合金化后,其在模拟体液中的耐腐蚀性能获得了显著的提高。 展开更多
关键词 脉冲电子束 表面合金化 耐蚀性 不锈钢
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强流脉冲电子束材料表面改性技术 预览 被引量:11
11
作者 郝胜智 钟溥 董闯 《真空与低温》 2001年第2期 77-80,101,共5页
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... 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. 展开更多
关键词 脉冲电子束 表面改性 温度场模拟 金属材料
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纯镁强流脉冲电子束表面改性及合金化研究 预览 被引量:10
12
作者 赵铁钧 高波 +3 位作者 田小梅 涂赣峰 郝胜智 董闯 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期 11-15,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 纯镁 脉冲电子束 腐蚀 摩擦磨损
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碳素钢强流脉冲电子束处理后的表面火山口状凹坑研究 预览 被引量:10
13
作者 邹慧 邹建新 +4 位作者 陈亚军 吴爱民 关庆丰 张庆瑜 董闯 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期 343-346,共4页
利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对碳素钢进行了表面改性处理.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对改性试样的表面性质进行了分析,结果表明:样品表面出现了'火山坑'状的凹坑,淬火态T8凹坑数量比45#钢少,凹坑深度比45#钢深.凹坑... 利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对碳素钢进行了表面改性处理.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对改性试样的表面性质进行了分析,结果表明:样品表面出现了'火山坑'状的凹坑,淬火态T8凹坑数量比45#钢少,凹坑深度比45#钢深.凹坑的密度与输入的能量密度成正比关系;此外,凹坑的分布密度先随轰击次数(n=1~5)的增加而增加,随后(n=6~10)略有降低;分析表明凹坑的形成及分布与位错密度密切相关. 展开更多
关键词 脉冲电子束 碳素钢 凹坑 45#钢 表面 淬火 位错密度 分布密度 量比 次数
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强脉冲超硬X射线产生技术研究 预览 被引量:13
14
作者 蒯斌 邱爱慈 +3 位作者 王亮平 林东生 丛培天 梁天学 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期 1739-1743,共5页
分析了利用强流脉冲电子束轫致辐射产生强脉冲超硬X射线的几种主要技术途径的特点,以及提高超硬X射线产额的方法;利用MCNP软件计算了电子能量在0.4~1.4 MeV范围内,超硬X射线产生效率与钽辐射转换靶厚度的关系曲线;介绍了在'强光一... 分析了利用强流脉冲电子束轫致辐射产生强脉冲超硬X射线的几种主要技术途径的特点,以及提高超硬X射线产额的方法;利用MCNP软件计算了电子能量在0.4~1.4 MeV范围内,超硬X射线产生效率与钽辐射转换靶厚度的关系曲线;介绍了在'强光一号'加速器上开展产生强脉冲超硬X射线实验方法与实验结果,获得了3种强脉冲超硬X射线:脉冲宽度约35 ns,输出窗面积约50 cm2,能量密度为5~7 J/cm2;脉冲宽度约35 ns,输出窗面积约50 cm2,能量密度为12 J/cm2;脉冲宽度约35 ns,输出窗面积约500 cm2,能量密度为1 J/cm2. 展开更多
关键词 超硬X射线 脉冲电子束 轫致辐射
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一种新型的材料表面改性装置:强流脉冲电子束(电子炮) 被引量:8
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作者 郝胜智 吴爱民 《真空》 CAS 北大核心 2000年第2期16-19,共4页
本文介绍了一种强流脉冲电子束材料表面改性装置,并对其基本构造及工作原理进行了剖析。电子束产生部分由爆炸电子发射阴极、等离子体阳极及导向磁场构成。在对该装置测试的基础之上,我们采用不同的工艺参数进行了Al材表面改性实验... 本文介绍了一种强流脉冲电子束材料表面改性装置,并对其基本构造及工作原理进行了剖析。电子束产生部分由爆炸电子发射阴极、等离子体阳极及导向磁场构成。在对该装置测试的基础之上,我们采用不同的工艺参数进行了Al材表面改性实验。分析及测试结果表明,材料近表面层的显微结构发生明显的变化。 展开更多
关键词 脉冲电子束 表面改性 金属材料 铝材
镁合金AZ91HP强流脉冲电子束表面处理及抗蚀性能研究 预览 被引量:2
16
作者 高波 郝胜智 +2 位作者 姜利民 周继扬 董闯 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期 67-71,共5页
研究了强流脉冲电子束表面处理对镁合金AZ91HP腐蚀性能的影响.通过动电位极化曲线测定,处理样品在5%NaCl溶液中的抗蚀性能有显著改善.72h盐浸失重法测试中,处理样品的腐蚀速度最大可以降低一个数量级.扫描电镜(SEM)及电子探针(EPMA)分... 研究了强流脉冲电子束表面处理对镁合金AZ91HP腐蚀性能的影响.通过动电位极化曲线测定,处理样品在5%NaCl溶液中的抗蚀性能有显著改善.72h盐浸失重法测试中,处理样品的腐蚀速度最大可以降低一个数量级.扫描电镜(SEM)及电子探针(EPMA)分析发现,强流脉冲电子束轰击处理在AZ91HP样品表层引发快速熔凝过程,进而导致镁、铝元素的含量及分布形式发生变化.样品表面重熔层中Al元素的过饱和固溶及成分均匀化是改善其腐蚀性能的主要原因. 展开更多
关键词 镁合金 脉冲电子束 表面处理 腐蚀性能
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钢的强流脉冲电子束表面快速渗铝及其抗氧化性能 预览 被引量:5
17
作者 邹建新 吴爱民 +1 位作者 刘振民 董闯 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期 555-560,共6页
介绍了电弧沉积与强流脉冲电子束后处理相结合的表面复合处理工艺,并应用在20钢和H13钢的表面快速合金化.首先采用电弧离子镀的方法,分别在20钢和H13钢表面沉积了约30和10 μm厚的纯铝层;然后用强流脉冲电子束对铝膜进行后处理,铝在电... 介绍了电弧沉积与强流脉冲电子束后处理相结合的表面复合处理工艺,并应用在20钢和H13钢的表面快速合金化.首先采用电弧离子镀的方法,分别在20钢和H13钢表面沉积了约30和10 μm厚的纯铝层;然后用强流脉冲电子束对铝膜进行后处理,铝在电子束瞬间加热作用下,熔入基体表面中,实现了表面快速合金化.对处理后的样品进行了氧化性能测试,结果表明,复合处理可以显著提高钢在高温下的抗氧化性能. 展开更多
关键词 表面快速合金化 脉冲电子束 渗铝 抗氧化性能 电弧离子镀 表面改性
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调质钢电子束表面处理组织及性能分析 预览 被引量:9
18
作者 金铁玉 许洪斌 +2 位作者 陈元芳 胡建军 鲜杨 《中国表面工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期 70-74,共5页
利用强流脉冲电子束对调质钢(40Cr)进行表面处理,分析处理后试样表面形貌、组织结构以及截面显微硬度。研究表明:40Cr钢经电子束处理后,近表层晶粒明显细化,分布着细小针状组织,表层熔化厚度约为2~3gm。表层几百微米显微硬度明... 利用强流脉冲电子束对调质钢(40Cr)进行表面处理,分析处理后试样表面形貌、组织结构以及截面显微硬度。研究表明:40Cr钢经电子束处理后,近表层晶粒明显细化,分布着细小针状组织,表层熔化厚度约为2~3gm。表层几百微米显微硬度明显增加,8次和25次轰击后,峰值硬度在次表层约80um处,增幅达50%左右,硬度影响深度分别为750gm和1500gm。 展开更多
关键词 调质钢 脉冲电子束 组织形貌 显微硬度
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强流脉冲电子束处理对SKD11钢表面形貌和性能的影响 预览 被引量:8
19
作者 吴平生 郝胜智 +1 位作者 张向东 董闯 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期 168-170,共3页
利用强流脉冲电子束对SKD11模具钢进行辐照处理。通过金相显微镜、三维轮廓形貌仪对处理样品表面进行形貌观察,发现处理表面有熔坑现象产生,熔坑面密度及处理面粗糙度随脉冲处理次数的增加而减少。对于初始少量脉冲处理时,样品表层... 利用强流脉冲电子束对SKD11模具钢进行辐照处理。通过金相显微镜、三维轮廓形貌仪对处理样品表面进行形貌观察,发现处理表面有熔坑现象产生,熔坑面密度及处理面粗糙度随脉冲处理次数的增加而减少。对于初始少量脉冲处理时,样品表层显微硬度较原始样品低,且随处理次数增加而降低,但在高电压和更多脉冲处理时,显微硬度值有所回升。处理样品的截面显微硬度呈特殊的振荡式分布。摩擦磨损性能测试表明,在低电压(19.8kV)处理情况下,耐磨损性能得到改善,脉冲次数为8次时处理样品的耐磨性达到最佳。 展开更多
关键词 脉冲电子束 熔坑 粗糙度 显微硬度 耐磨性
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铝合金表面改性技术的发展现状 被引量:11
20
作者 初鑫 任鑫 +1 位作者 郝胜智 徐洋 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第20期123-127,共5页
对近年来国内外铝合金表面改性技术的研究与应用情况进行综述,讨论了电子束表面改性技术的特点和基于强流脉冲电子束的复合表面处理技术的发展前景。
关键词 铝合金 表面改性 脉冲电子束 复合表面处理
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