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《純鎂及鎂合金強流脈沖電子束表面改性》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、大連理：L：大學(xué)博士學(xué)位論文摘要強流脈沖電子束處理是近十幾年來發(fā)展起來的～門新興材料表面改性技術(shù)。大量工作表明純鋁和模具鋼在經(jīng)過強流脈沖電子束處理后，抗磨性和耐蝕性有明顯提高。本文選擇純鎂以及變形鎂臺金AZ3l和鑄造鎂合金AZ91HP作為研究對象，針對鎂合金耐蝕性差和強度不足的缺點，進行強流脈沖電子束表面處理研究。我們發(fā)現(xiàn)，這種處理能夠有效地提高純鎂及鎂合金的抗蝕性和達到表面強化效果。我們首先研究了微觀組織形態(tài)。處理后樣品表面呈起伏形貌，出現(xiàn)典型熔坑和大量細小的顆粒。重熔層純鎂達到3～8微米，鎂合金釓lO微米。非均勻加熱和冷卻疆發(fā)應(yīng)力和應(yīng)力波，導(dǎo)致表面
2、出現(xiàn)塑性變形，主要是孿晶形式，同時觀察到表面改性層中位錯增多。對于鎂合盒，由于鎂的蒸發(fā)和第二相Mgl7All2熔化，表面形成鋁的飽和固溶體。我們進而利用數(shù)值方法模擬了純鎂的動態(tài)溫度場。在熔化模式下，次表層先熔化和準靜態(tài)應(yīng)力共同作用導(dǎo)致表層液滴噴發(fā)，形成典型的熔坑形貌，并產(chǎn)生強的沖擊熱應(yīng)力。在31／cm2能量密度下。重熔層厚度為6．5陋l，與實驗結(jié)果很接近。表層可繼續(xù)升溫到汽化模式，濺出大量小液滴，在電子束流中，這些小液滴被充上負電，并在電場力的作用下重新返回表面，從而解釋了處理后的特殊表面形貌。我們還對顯微硬度和磨損性能進行了測試。近表層幾百微米范圍內(nèi)
3、均出現(xiàn)顯微硬度值升高的現(xiàn)象。純鎂(3J／cm2，10個脈沖)的峰值硬度(努氏)從55HK增加到100HK左右提高約90％，AZ31試樣(3J／cm2，10個脈沖)的峰值硬度從61HK增加到130HK左右，提高約1lO％，AZ9lHP試樣的峰值硬度從65HK增加到142HK左右提高約100％。而且隨深度增加呈現(xiàn)波動起伏，這主要由于加工處理過程中熱應(yīng)力波傳播造成的。同時，因為顯微硬度的提高，改性樣品平均摩擦系數(shù)降低，耐磨性提高。處理后樣品在5％NaCI溶液中抗腐蝕性能有顯著提高，AES及TEM分析表明，表面生成了納米態(tài)的氧化鎂層，對于鎂合金，隨鋁固溶度增加
4、，表面易于形成致密的氧化膜，動電位極化曲線測量結(jié)果顯示極化電阻增大，自腐蝕電流降低，純鎂自腐蝕電流可降低約一個數(shù)量級，鎂合金AZ3l和AZ91HP最大可降低三個數(shù)量級，極化電阻與之相反。最后進行表面快速合金化處理，純鎂表面合金化鋁后，樣品抗5％NaCI溶液腐蝕性能得到顯著提高，維鈍電流降低2個數(shù)量級以上，而鎂合金AZ3l以及AZ91HP表面合金化Cr，TiN后，耐磨性均得到提高。關(guān)鍵詞：鎂合金，強流脈沖電子束，摩擦磨損，腐蝕-I-純鎂及鎂臺金強流脈沖電子束表面改性SurfacemodificationofpureMg，MgalloysAZ31andAZ
5、91HPbyhighcurrentpulsedelectronbeamAbstractInthelastfewdecades，higllcurrentpulsedelectronbeam(HCPEB)hasbeendevelopedintensivelyasanewhigh—powerenergeticbeamusedforsurfacemodificationofmaterials．InthepreviomworksonHCPEBtreatmentsofpureAIandmoldsteels．itwasfoundthatthepropertiesof
6、modifiedsurfacelayerssuchaswearandcorrosionresistancecouldbeimpmvedsignificantly．Consequently，Mg-basedmetalandalloyswereselectedinthepresentworktoinvestigatetheeffectofHCPEBtreatmentontheirWeal-andcorrosionresistanceandtheirspecificcharacteristics．BasedontheexperimentsofHCpEBU'e
7、atmentofpureMg，wroughtMgalloyA乙31anddie-castMgalloyAz9lHP．itisverifiedthatthewear"madcorrosionresistanceofmodifiedsamplescouldbeenhencedobviouslyundertheoptimumtreatingconditionsofHCPEBirradiation．First，themorphologicalevolutionandchangesofstructure-phaseslatesinducedbyHCPEBirra
8、diationwerestudiedsyaematicany．Accordingtothera
