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本文选择“Nadezhda-2”型强流脉冲电子束(HCPEB)作为处理装置对几种体心立方金属和合金进行轰击处理。并利用光学显微镜(OM)、扫描电子电镜(SEM)、透射电子电镜(TEM)等测试技术详细表征了HCPEB处理后样品的表面形貌和微观组织结构变化,对利用HCPEB方法制备出的3Cr13马氏体不锈钢表面纳米晶层硬度和耐腐性以及15CDV6低合金钢的硬度进行了测试;详细分析了HCPEB辐照纯钼表面后的产生的辐照损伤效应。 HCPEB处理3Cr13马氏体不锈钢后,材料表面发生局部熔化,形成了深度约为4μm的表面重熔层,通过TEM测试后发现,重熔层由奥氏体纳米晶和分布于交叉晶界的细小碳化物颗粒组成。处理后样品表面硬度显著提高;此外,电化学实验结果表明HCPEB辐照处理后3Cr13不锈钢表面的抗腐蚀性能也得到明显的改善。过饱和纳米奥氏体重熔层的形成是材料表面综合性能改善的根本因素。 利用强流脉冲电子束设备对15CDV6低合金钢表面辐照处理后,材料表面发生局部熔化,部分区域有大小不一的熔坑形貌出现,且10次辐照处理后,材料表面出现大量针状贝氏体组织。通过TEM观察发现,随着辐照次数的增加,材料表面位错由发散状逐渐变为缠结的位错包状结构。通过对表面硬度测试后发现,10次辐照处理材料表面硬度相对原样有大幅度提高,辐照后材料表面形成贝氏体组织是材料表面硬度提高的主要原因。 利用强流脉冲电子束(HCPEB)装置对纯钼表面进行辐照处理后,详细分析了辐照表面的微观结构和损伤效应。1次HCPEB辐照后,纯钼表层积聚了极大的残余应力,多次辐照后表面未融化区域出现大量绝热剪切带,且局部区域发生开裂。微观结构分析显示,辐照后材料表面形成发散状的位错组态和大量空位簇缺陷;绝热剪切带内部是尺寸为1μm左右等轴状的再结晶晶粒。剪切带造成的材料表面局部软化以及间隙原子偏聚于晶界是材料发生开裂的主要原因。另外,表面熔化区域可形成尺寸为20 nm左右的纳米晶。