強(qiáng)流脈沖電子束處理純鎳的微觀結(jié)構(gòu).pdf

1、本文利用Nadezhda-2型強(qiáng)流脈沖電子束裝置對(duì)純鎳進(jìn)行表面改性處理。對(duì)HCPEB轟擊純鎳表面的溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了溫度場(chǎng)分布曲線，利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)和透射電鏡(TEM)等測(cè)試技術(shù)分析HCPEB處理后的表面顯微形貌和微觀組織結(jié)構(gòu)變化。 對(duì)表面溫度場(chǎng)的模擬表明，材料近表層的溫度已經(jīng)超過了鎳的熔點(diǎn)，HCPEB處理引起的熱影響區(qū)深度約為30μm，熔化的開始時(shí)間為0.2μs，熔化開

2、始的位置位于表面下方0.4μm。加熱速率高達(dá)109K/s，冷卻速率為107K/s量級(jí)。 HCPEB處理后純鎳樣品表面發(fā)生熔化現(xiàn)象，5次HCPEB轟擊后表面重熔層的平均厚度約為1.6μm；處理表面上形成類似火山坑狀的熔坑形貌，表面熔坑的數(shù)量密度與樣品表面的缺陷密度密切相關(guān)，同時(shí)表面形成了尺寸極小的微孔，微孔是由于大量空位以位錯(cuò)和晶界為移動(dòng)路徑向表面遷移，在表面形成的空位累積所致。 沿電子束入射方向?qū)M截面組織分為重熔層、

3、熱影響區(qū)、應(yīng)力作用區(qū)和基體。在表面重熔層出現(xiàn)納米晶組織，晶粒大小約80nm左右，均勻分布在整個(gè)表面層，強(qiáng)流脈沖電子束快速能量沉積引發(fā)表層材料的劇熱激冷過程是形成表面納米晶組織的主要原因。在熱應(yīng)力的作用下，熱影響區(qū)內(nèi)發(fā)生了強(qiáng)烈的塑性變形，1次HCPEB轟擊的變形組織為高密度的位錯(cuò)胞和位錯(cuò)墻結(jié)構(gòu)，5次HCPEB轟擊時(shí)純鎳產(chǎn)生孿晶變形，形成了大量的孿晶結(jié)構(gòu)，10次HCPEB轟擊后變形主要由堆垛層錯(cuò)和形變孿晶引起的。強(qiáng)烈的塑性變形使得熱影響區(qū)內(nèi)