强流脉冲电子束作用下304不锈钢和纯铜的微观结构及腐蚀机理

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:babyface_2009
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本文选用“Nadezhda-2”型强流脉冲电子束(HCPEB)装置对两种金属材料——304奥氏体不锈钢和纯铜表面进行了辐照处理。通过光学显微镜(OM)、XRD、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等表面分析仪器对辐照后样品的表面形貌以及微观结构进行了表征,利用极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)分析HCPEB处理后304奥氏体不锈钢和纯铜的耐腐蚀性能的改变,着重对腐蚀机理做了相应的研究。并利用显微硬度计对辐照前后304奥氏体不锈钢的硬度性能进行了测试,重点对辐照诱发形变马氏体(DIM)组织进行探讨。  HCPEB辐照金属材料后,表面形成了大量弥散的火山坑状熔坑,熔坑的尺寸在几微米到几十微米之间变化不等,并且熔坑的密度随辐照次数不同而不同。结果表明,5次辐照之后样品表面的熔坑密度最大。同时,材料内部出现大量的微观结构缺陷,其中包括位错、孪晶及其过饱和的空位簇等缺陷。  电化学腐蚀实验表明,HCPEB辐照之后,304奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能显著提高。其中,10次辐照后样品的耐腐蚀性能好于5次辐照后样品。耐腐蚀机理的研究表明,HCPEB辐照诱发的304奥氏体不锈钢内部高密度的微观结构缺陷及其表面的熔坑数量对其耐腐蚀性能的变化有着重要的影响。对辐照后纯铜的耐腐蚀性能的研究,进一步完善了HCPEB诱发的耐腐蚀机制。  显微硬度实验表明,多次HCPEB辐照后,304奥氏体不锈钢显微硬度显著提高。XRD结果显示HCPEB轰击足以造成辐照表层发生强烈而快速的变形。在样品内部除了常见的位错、堆垛层错、空位簇以及孪晶等微观结构缺陷,辐照诱发的两种形变马氏体相(α和γ)是显微硬度提高的主要原因。其中马氏体的转变机制主要有:γ(fcc)→ε(hcp),γ(fcc)→α(bcc)以及γ(fcc)→形变孪晶→α(bcc)。
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