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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 强流脉冲电子束 模具钢 表面改性 耐磨性 表面处理
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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
2
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 强流脉冲电子束 组织形貌 显微硬度
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脉冲电子束辐照中增强扩散效应的数值计算 预览 被引量:4
3
作者 邹建新 刘振民 +3 位作者 吴爱民 秦颖 王晓钢 董闯 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期 70-74,共5页
针对强流脉冲电子束(HCPEB)表面改性的特点,采用适当的数学模型和数值模拟的方法,对9Cr18钢经Ti离子注入后又使用强流脉冲电子束表面辐照处理中产生的增强扩散效应进行了研究,计算结果与实验结果较为吻合.分析表明,扩散激活能的下降是... 针对强流脉冲电子束(HCPEB)表面改性的特点,采用适当的数学模型和数值模拟的方法,对9Cr18钢经Ti离子注入后又使用强流脉冲电子束表面辐照处理中产生的增强扩散效应进行了研究,计算结果与实验结果较为吻合.分析表明,扩散激活能的下降是导致增强扩散的主要原因,这与HCPEB改性过程产生的非平衡辐照缺陷浓度密切相关. 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 增强扩散 数值模拟 表面改性
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强流脉冲电子束辐照AZ91镁合金表面组织及磨损性能研究 被引量:6
4
作者 李旻才 郝胜智 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期358-361,共4页
利用强流脉冲电子束进行AZ91铸造镁合金表面辐照改性,处理参数包括加速电压27kV,脉冲次数1到30次。使用金相显微镜、扫描和透射电子显微镜观察样品表层形貌和显微组织。研究表明,原始铸造组织的粗大树枝晶α-Mg和颗粒相β-Mg_17Al_1... 利用强流脉冲电子束进行AZ91铸造镁合金表面辐照改性,处理参数包括加速电压27kV,脉冲次数1到30次。使用金相显微镜、扫描和透射电子显微镜观察样品表层形貌和显微组织。研究表明,原始铸造组织的粗大树枝晶α-Mg和颗粒相β-Mg_17Al_12发生熔解,表面成分均匀化,并形成细小的复合纳米网状结构。改性AZ91镁合金的表面显微硬度和耐磨损性能得到显著提高,8次脉冲处理样品的表面显微硬度由原始62.7HK提高到119.4HK,磨损速率由0.01126降至0.00173mm^3/min。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 镁合金 表面改性 显微组织 磨损
AZ31镁合金表面强流脉冲电子束铝合金化研究 预览 被引量:4
5
作者 况军 李刚 +2 位作者 相珺 贾孟东 刘自刚 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期 1064-1067,共4页
利用强流脉冲电子束对AZ31镁合金表面进行快速铝合金化,分析了表面合金化层的显微结构,测量了铝合金化前后,AZ31镁合金的腐蚀性能与耐磨性能。结果表明,经电子束轰击后表层出现了典型的熔坑形貌;耐磨性能测试表明,加速电压为27kV,脉冲5... 利用强流脉冲电子束对AZ31镁合金表面进行快速铝合金化,分析了表面合金化层的显微结构,测量了铝合金化前后,AZ31镁合金的腐蚀性能与耐磨性能。结果表明,经电子束轰击后表层出现了典型的熔坑形貌;耐磨性能测试表明,加速电压为27kV,脉冲5次的试样比原始试样的相对耐磨性提高6倍,同时合金化也提高了在5%的NaCl溶液中的耐腐蚀性能。 展开更多
关键词 镁合金 强流脉冲电子束 表面合金化 耐磨性 耐蚀性
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强流脉冲电子束轰击对单晶Si表面形貌的影响 预览 被引量:3
6
作者 朱健 储金宇 +2 位作者 王雪涛 关庆丰 梁亮 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期 601-605,共5页
用强流脉冲电子束技术对两种取向的单晶Si片进行了表面轰击,对电子束诱发的表面形貌进行了分析。实验结果表明,当能量密度-3J/cm^2时,轰击表面开始形成大量的熔坑。能量密度~4J/cm^2时,表面开始出现微裂纹,微裂纹的形态与单晶S... 用强流脉冲电子束技术对两种取向的单晶Si片进行了表面轰击,对电子束诱发的表面形貌进行了分析。实验结果表明,当能量密度-3J/cm^2时,轰击表面开始形成大量的熔坑。能量密度~4J/cm^2时,表面开始出现微裂纹,微裂纹的形态与单晶Si的晶体取向密切相关;强流脉冲电子束轰击能够诱发表层强烈的塑性变形,[111]取向单晶Si表面出现剪切带结构,而[001]取向单晶Si表面变形结构则以微条带为主;此外,变形区域内还出现大量〈100nm的微孔洞形貌,这些微孔洞的形成为制备表面多孔材料提供了可能。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 单晶硅 剪切带 微孔洞 熔坑
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电子束表面处理40Cr粗糙度与形貌研究 预览 被引量:5
7
作者 鲜杨 陈元芳 +1 位作者 胡建军 金铁玉 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第2期 112-114,共3页
通过改变电子束处理参数对表面进行轰击,检测并分析处理后的金属表面粗糙度和形貌。结果表明,实验材料粗糙度随轰击次数的增加呈现先升高再降低的变化趋势;形成这一变化的原因是由能量沉积与火山坑的面密度共同作用的结果。
关键词 强流脉冲电子束 粗糙度 表面形貌 火山坑
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β—Cez钛合金强流脉冲电子束表面改性的数值模拟 被引量:2
8
作者 张晓霞 秦颖 +2 位作者 郝胜智 张向东 董闯 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期207-211,共5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β-Cez钛合金的温度场和应力场进行模拟。模拟结果表明:以能量密度为3J/cm2的单次脉冲处理,样品的最大熔化深度为1.0μm;试样表层(0—2.4μm)为压应力,最大值约2.60... 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β-Cez钛合金的温度场和应力场进行模拟。模拟结果表明:以能量密度为3J/cm2的单次脉冲处理,样品的最大熔化深度为1.0μm;试样表层(0—2.4μm)为压应力,最大值约2.60GPa,次表层(2.4~12μm)有大于100MPa的拉应力,在深度3.2μm处存在最大值,约为500MPa。实验截面EBSD结果显示,强流脉冲电子束处理β—Cez钛合金有约12μm深的马氏体层。由马氏体相变诱发应力与温度的关系得到马氏体相变最大的触发应力值为2.40GPa,与准静态最大压应力值2.60GPa相当,说明马氏体相变源于准静态热应力引发的冲击热应力。由马氏体相变触发应力和深度的分布关系给出应力在β-Cez钛合金中的衰减系数为173mm-1。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束(hcpeb) β-Cez钛合金 温度场 应力场 马氏体相变
强流脉冲电子束处理下40Cr的摩擦磨损性能研究 被引量:3
9
作者 陈元芳 胡建军 +2 位作者 许洪斌 鲜杨 金铁玉 《材料导报》 CSCD 北大核心 2009年第24期 60-62,共3页
利用强流脉冲电子束对40Cr钢进行表面改性处理,分析了处理后的金属组织、表面硬度、截面硬度、表面粗糙度以及摩擦磨损性能。结果表明,不同加速电压下摩擦系数的变化受材料照射前表面粗糙度状况、照射后熔坑的形貌和分布密度的影响,... 利用强流脉冲电子束对40Cr钢进行表面改性处理,分析了处理后的金属组织、表面硬度、截面硬度、表面粗糙度以及摩擦磨损性能。结果表明,不同加速电压下摩擦系数的变化受材料照射前表面粗糙度状况、照射后熔坑的形貌和分布密度的影响,此外,电子束照射引起的材料表面组织的变化也会使摩擦系数发生改变,随电压的增大材料的耐磨性提高。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 40Cr 截面硬度 摩擦系数 耐磨性
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TiN涂层轴承钢电子束辐照过程电子行为及温度特性研究
10
作者 巩春志 王雪松 +2 位作者 许建平 吴厚朴 田修波 《精密成形工程》 2018年第1期109-115,共7页
目的研究辐照过程中电子行为及温度场的分布规律。方法采用束斑直径为60mm,平均能流密度为12J/cm^2,脉冲时间为3us的电子束,对表面有2μm厚TiN涂层的9Cr18轴承钢进行强流脉冲电子束辐照模拟,通过建立Monte-Carlo仿真模型,揭示入... 目的研究辐照过程中电子行为及温度场的分布规律。方法采用束斑直径为60mm,平均能流密度为12J/cm^2,脉冲时间为3us的电子束,对表面有2μm厚TiN涂层的9Cr18轴承钢进行强流脉冲电子束辐照模拟,通过建立Monte-Carlo仿真模型,揭示入射电子的平均分布特性及其辐照过程中不同时刻温度场形态。结果通过仿真电子辐照行为,发现在入射电子能量大于25keV时电子能够穿透TiN层,进入轴承钢基体中。由于两层物质密度差异,导致在二者交界处轴承铜一侧存在电子能量沉积曲线尖峰,入射电子能量大于35keV时峰值已经超过涂层内部能量沉积系数最大值,形成特殊的能量沉积形式。结合对辐照温度场的模拟仿真,结果显示,由于交界线处钢一侧能量沉积量大,加热效率高。内部加热速度比表面更快,减小了二者间的温度梯度。同时由于两层物质存在熔点差异,在控制能量的情况下,可以达到两层交界处轴承钢发生少量熔化,TiN涂层不发生熔化的现象。结论通过控制电子束能量,控制温度场分布形态,实现基体侧熔化,而涂层不发生熔化的特殊改性现象,这为提高涂层膜基结合力提供了新思路。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 温度场 薄膜 数值模拟 9Cr18
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铝合金强流脉冲电子束辐照熔化层尺寸数值模拟研究 被引量:1
11
作者 王雪松 田修波 +2 位作者 孔营 许建平 巩春志 《真空》 CAS 2015年第6期22-26,共5页
强流脉冲电子束表面改性过程中熔化层尺寸是改性效果的衡量指标之一。针对改性中不同束流情况引发的温度场和融化层情况进行了仿真研究。通过对温度场变化等结果的分析,发现仅增加辐照次数不能有效增加熔化层尺寸。在总功率、辐照时间... 强流脉冲电子束表面改性过程中熔化层尺寸是改性效果的衡量指标之一。针对改性中不同束流情况引发的温度场和融化层情况进行了仿真研究。通过对温度场变化等结果的分析,发现仅增加辐照次数不能有效增加熔化层尺寸。在总功率、辐照时间等不变的情况下可以对束斑的电流分布进行控制来实现熔化层控制。对束斑直径聚焦的仿真显示束斑尺寸对熔化层熔深熔宽均有较大影响,熔深随着束斑增大有减小趋势,熔宽则在一定束斑直径下有最大值。同时发现优化电子束电流分布是获得特定熔池尺寸的有效方法。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束(hcpeb) 温度场 熔化层 数值模拟
Improved Corrosion Resistance of Magnesium Alloys AZ31 and AZ91HP by High Current Pulsed Electron Beam Treatment 预览
12
作者 HAOSheng-zhi GAOBo +1 位作者 ZHOUJi-yang DONGChuang 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第05B期 1037-1040,共4页
Surface treatment of magnesium alloys AZ31 and AZ91HP by a high current pulsed electron beam (HCPEB)was investigated in the present paper. The corrosion resistance of treated samples was tested in a 5% (wt%) NaCl solu... Surface treatment of magnesium alloys AZ31 and AZ91HP by a high current pulsed electron beam (HCPEB)was investigated in the present paper. The corrosion resistance of treated samples was tested in a 5% (wt%) NaCl solution,showing remarkably improvement as manifested by polarization curves. According to EPMA analysis, the intermetallic Mg17Al12 in the surface layer of AZ91HP sample almost disappeared after the treatment of HCPEB, leaving the surface layer in a state of supersaturated solid solution. Both the augmentation of aluminum content and the formation of supersaturated structure in the surface layer are believed to contribute to the improved corrosion resistance of AZ31 and AZ91HP. 展开更多
关键词 AZ31 AZ91HP 镁合金 耐蚀性 hcpeb 热处理
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强流脉冲电子束材料表面改性的二维温度场数值模拟 预览
13
作者 刘晓娜 王晓钢 《贵州大学学报:自然科学版》 2007年第2期 155-157,197,共4页
以纯铝材料为实验样品,建立了实验过程中的二维温度场数学物理模型,并用有限中心差分法来实现温度场的数值模拟,得到了温度场的相关分布。根据模拟结果给出材料的最先熔化时刻、熔化层厚度等实验、技术参数。
关键词 强流脉冲电子束(hcpeb) 温度场 物理模型 数值模拟
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热障涂层HCPEB改性过程中的应力研究 预览 被引量:1
14
作者 韩志勇 王晓梅 王志平 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期1-5,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 热障涂层 hcpeb FEM
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强流脉冲电子束处理对Ni200摩擦磨损性能的影响 被引量:3
15
作者 陈元芳 叶伟 +2 位作者 茆荣山 江华德 关国华 《重庆理工大学学报:自然科学》 CAS 2013年第5期26-29,64共5页
通过强流脉冲电子束对Ni200进行表面改性处理,并对处理后试样的表面形貌、表面硬度、截面硬度、摩擦磨损性能进行了分析。结果表明:不同照射次数下试样表面的熔坑数量、表面硬度、截面硬度都有一定的变化,25次照射后,试样的表面粗糙度... 通过强流脉冲电子束对Ni200进行表面改性处理,并对处理后试样的表面形貌、表面硬度、截面硬度、摩擦磨损性能进行了分析。结果表明:不同照射次数下试样表面的熔坑数量、表面硬度、截面硬度都有一定的变化,25次照射后,试样的表面粗糙度极大降低,摩擦磨损性能有了很大的提高。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 Ni200 摩擦磨损
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不同加工工艺材料表面电子束改性粗糙度分析 被引量:2
16
作者 胡建军 许洪斌 +1 位作者 许天才 陈元芳 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第16期150-153,共4页
针对工件表面的粗糙度对其使用起着至关重要的影响,对40Cr材料进行电子束正交实验并检测其粗糙度。结果表明:电子束参数对材料表面的粗糙度影响较大,参数不同,材料表面的粗糙度有可能升高或者降低。对原始表面低粗糙度试样进行电子束试... 针对工件表面的粗糙度对其使用起着至关重要的影响,对40Cr材料进行电子束正交实验并检测其粗糙度。结果表明:电子束参数对材料表面的粗糙度影响较大,参数不同,材料表面的粗糙度有可能升高或者降低。对原始表面低粗糙度试样进行电子束试验,表面粗糙度值随照射次数增加不断升高;对原始表面高粗糙度试样进行试验,表面粗糙度值随照射次数增加处于下降趋势。分析表明:电子束处理对材料表面形貌具有消除划痕和产生熔坑两方面的影响,电子束处理材料表面粗糙度的变化是以上两个过程综合作用的结果。 展开更多
关键词 电子束 工艺 40Cr 表面粗糙度 材料改性
强流脉冲电子束辐照YG10硬质合金表层组织及磨损性能研究
17
作者 王志远 彭文海 郝胜智 《真空科学与技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第7期709-713,共5页
利用强流脉冲电子束(HCPEB)进行YG10硬质合金表面辐照处理。通过金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射方法分析表层显微组织演变,并测量样品表面显微硬度和磨损性能变化规律。分析表明,HCPEB辐照引发YG10样品表层快速熔凝,原始微米尺寸的W... 利用强流脉冲电子束(HCPEB)进行YG10硬质合金表面辐照处理。通过金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射方法分析表层显微组织演变,并测量样品表面显微硬度和磨损性能变化规律。分析表明,HCPEB辐照引发YG10样品表层快速熔凝,原始微米尺寸的WC晶粒转变为纳米细化组织,Co粘结相消失,表面产生网状微裂纹,改性层(厚度约1.5μm)中的WC逐步转化为WC_(1-x)相,同时伴随纳米碳粒子、W_2C相的析出和重新分布过程。样品表面显微硬度随脉冲次数增加呈线性提高,由原始的1735.8 Hv增加到35次脉冲的3128.5 Hv。6次脉冲处理样品的耐磨性能最佳,磨损率降为原始样品的40%,表层纳米细化组织和弥散碳粒子析出是耐磨性能改善的主要原因。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 YG10硬质合金 表面改性 显微组织 磨损
HCPEB表面处理的研究现状 被引量:1
18
作者 易赟 赵晖 +2 位作者 王小辉 朱其柱 陈燕 《材料导报》 CSCD 北大核心 2011年第5期 101-105,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 表面处理 表面形貌 表层结构 表层性能
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β-CEZ钛合金强流脉冲电子束表面改性与计算机模拟研究 被引量:1
19
作者 刘智萍 《铸造技术》 CAS 北大核心 2014年第12期2915-2917,共3页
用强流脉冲电子束技术对β-CEZ钛合金进行表面改性处理,并利用有限差分法和Ansys软件对脉冲处理的温度场和表层应力场进行模拟分析。结果表明,脉冲处理后β-CEZ钛合金表层存在压应力,次表层存在拉应力。表层诱发了β相向正交相α"... 用强流脉冲电子束技术对β-CEZ钛合金进行表面改性处理,并利用有限差分法和Ansys软件对脉冲处理的温度场和表层应力场进行模拟分析。结果表明,脉冲处理后β-CEZ钛合金表层存在压应力,次表层存在拉应力。表层诱发了β相向正交相α"马氏体的转变,诱发此相变的应力为准静态应力所转化成的垂直于表层方向的热冲击应力。 展开更多
关键词 钛合金 强流脉冲电子束技术 有限元分析 应力场
强流脉冲电子束抛光模具钢的研究 预览
20
作者 杨君宝 刘高 +1 位作者 樊永军 陈梨 《沈阳理工大学学报》 CAS 2017年第6期5-9,共5页
为探索模具钢表面抛光新工艺,采用强流脉冲电子束(HCPEB)对奥氏体模具钢Cr12Mo V粗糙表面进行辐照处理。通过OM、SEM、XRD分析处理试样表面形貌及结构,采用RM-20表面粗糙度仪、FM-300显微硬度计和摩擦磨损试验机测试试样表面的粗糙度... 为探索模具钢表面抛光新工艺,采用强流脉冲电子束(HCPEB)对奥氏体模具钢Cr12Mo V粗糙表面进行辐照处理。通过OM、SEM、XRD分析处理试样表面形貌及结构,采用RM-20表面粗糙度仪、FM-300显微硬度计和摩擦磨损试验机测试试样表面的粗糙度、显微硬度和摩擦系数的变化。结果表明:在较大束流强度作用下,试样表面的山脊形貌、熔坑等各种缺陷得到控制,表面粗糙度降低,结构细化;同时,提高了试样表面的显微硬度,改善了摩擦性能。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 抛光 粗糙度 显微硬度 摩擦系数 模具钢
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