az31镁合金及纯钛强流脉冲电子束表面改性论文

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1、致谢本论文是在尊敬的李刚老师的悉心指导下完成的。老师对论文的工作自始至终给予了精心深入地指导，他渊博的学识、敏锐的洞察力、忘我的敬业精神、严谨的治学态度和高尚的人格令我由衷钦佩，是我学习的楷模，并将使我受益终身。在此向老师表示最诚挚的谢意！本文的实验工作是在大连理工大学三束材料表面改性国家重点实验室和材料学院进行的，我衷心感谢郝胜智老师给予的指导和耐心的教诲。感谢理工大学吴平生和李旻才师兄的指导。感谢三束实验室和材料学院关心和帮助过我的各位老师和李彦辉、朱春雷、马仁涛、李峰伟、全世光，陈华等师兄师弟们的帮助。本论文研

2、究得到大连理工大学三束材料改性国家重点实验室开放课题（课题号：0601）资助。还要感谢相珺、贾孟东，刘丽，陈永军等同学在实验过程中给子了大量的帮助，大家互帮互助，建立了深厚的友谊。我要向他们表示衷心的感谢。衷心感谢在百忙之中对我的论文进行评阅、评议的各位专家学者。在此谨向所有关心、帮助我的人致以由衷的谢意。摘要以强流脉冲电子束为加工手段的表面改性技术得到迅速的发展。当高能电子束在很短的脉冲时间内将能量注入材料表面极薄的一层时，瞬间会发生加热、熔化，甚至汽化，以及随后的固化等过程，并伴随有动态应力产生，这些都有可能改变

3、表面层的物理化学和机械性能。本文利用Nadezhda-2型强流脉冲电子束装置对镁合金AZ31和纯钛进行表面改性研究，利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪对处理样品表面进行显微形貌和结构分析，并对电子束处理前后试样的耐磨性和耐蚀性进行对比研究，结果表明：AZ31镁合金：强流脉冲电子束处理后AZ31镁合金表面出现了典型的熔坑形貌，同时熔坑周围有应力波作用产生的褶痕。磨痕宽度变短，由原始样品的922μm减小到了658.67μm。耐磨性提高的主要原因是电子束快速凝固作用所产生的表层晶粒细化和固溶强化。自腐蚀电位由原始样品的

4、-1540mV升高到-1231mV。由于电子束表面改性可导致表层镁、铝元素含量及分布形式发生变化；样品表层铝元素的升高是改善其腐蚀性能的主要原因。同时对AZ31镁合金表面进行强流脉冲电子束铝合金化处理后，磨痕宽度由原始样品的922μm减小到了513.7μm。样品抗5%NaCl腐蚀性能得到显著提高，自腐蚀电位由原始样品的-1540mV提高到了-934.4mV。由于表面铝的存在，形成致密的钝化膜，隔离基体，阳极溶解过程受到影响，镁的溶解速度降低。纯钛：强流脉冲电子束处理的纯钛表面有明显的熔坑形貌，表面的显微硬度值随脉冲次

5、数增加而增大，由原始样品的154HK升高到275HK。与原始样品相比，处理后样品的耐腐蚀性和耐磨性都明显地提高。关键词：强流脉冲电子束；AZ31镁合金；纯钛；耐磨性；耐蚀性AbstractHighcurrentpulsedelectronbeam(HCPEB)isnowdevelopingasausefultoolforsurfacemodifacationofmaterials.Whenconcentratedelectronfluxtransferringitsenergyintoaverythinsurface

6、layerwithinashorttime,superfastprocessessuchasheating,melting,evaporationandconsequentsolidification,aswellasdynamicstressinducedmayimpartthesurfacelayerwithimprovedphysico-chemicalandmechanicalproperties.ThispaperpresentsourresearchworkonsurfacemodificationofA

7、Z31magnesiumalloyandpureTitaniumwithhighcurrentpulsedelectronbeamequipmentoftypeNadezhda-2.Microstructureformedinthesurfacelayersoftreatedsamplesarecharacterizedbymetallographicmicroscope,SEM,X-raydiffractometry.Meantime,wealsomeasurethewearresistanceandcorrosi

8、onresistancebeforeandafterhighcurrentpulsedelectronbeamtreatment.Theresultsarelistedasfollowing:AZ31Magnesiumalloy:Cratersareobservedonthesurfacewithfoldsthatcausedbystressn