強流脈沖電子束處理冷軋純銅及316L不銹鋼的表層顯微結構分析.pdf

1、本文利用Nadezhda-2型強流脈沖電子束裝置對90﹪冷軋工業(yè)純銅和316L不銹鋼進行表面改性處理。利用金相顯微鏡、X射線衍射儀及透射電子顯微鏡對處理樣品進行顯微形貌和微結構分析。實驗結果表明： 1.冷軋工業(yè)純銅及316L不銹鋼處理樣品表面均發(fā)生重熔現(xiàn)象，處理面上形成類似火山坑的顯微形貌。 2.冷軋工業(yè)純銅表面重熔層中出現(xiàn)厚度約2～3μm的納米晶組織，熱影響區(qū)發(fā)生快速回復和再結晶過程，表層組織得到明顯細化，并且形成(2

2、00)晶面的擇優(yōu)取向。分析認為，強流脈沖電子束快速能量沉積引發(fā)表層材料的驟熱激冷過程是形成表層納米晶組織的主要原因，而熱影響區(qū)中的冷變形原始組織所經(jīng)歷的快速回復和再結晶過程，使再結晶晶粒長大過程受到極大限制，形成細化的晶粒組織。強流脈沖電子束處理冷軋工業(yè)純銅樣品表層形成的擇優(yōu)取向主要與熱影響區(qū)內(nèi)的再結晶織構有關，重熔層快速凝固過程受到熱流方向的影響，保持與再結晶基體組織的液相外延生長關系，實驗測得的(200)擇優(yōu)取向與文獻報道的再結晶織

3、構方向相符。 3.316L不銹鋼處理樣品的表面熔化層中發(fā)現(xiàn)納米晶和非晶顯微結構。電子衍射結果顯示，納米晶包含α和γ兩種相結構，說明表層熔體在凝固降溫過程中發(fā)生局部馬氏體相變。另外，強流脈沖電子束的快速加熱冷卻過程在處理材料表層引發(fā)壓、拉應力交替作用，導致材料發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生大量的位錯和孿晶結構。在多次脈沖作用下的熱—力循環(huán)過程中，表層組織反復發(fā)生動態(tài)回復再結晶過程，在形成細化組織的同時，晶粒取向趨于一致，即(111)面逐漸轉(zhuǎn)動