鋼電子束掃描相變硬化組織和硬度的研究

對不同掃描速度下球墨鑄鐵表面等離子束處理的組織和性能進行了分析研究。結(jié)果表明,在保持工作電流為60a,工作電壓為30v的條件下,掃描速度從10mm/s增加到50mm/s,球墨鑄鐵表面發(fā)生了熔凝硬化;掃描速度增大,熔凝層和硬化層的深度、寬度減小,硬化層的最高硬度值增大,熔凝硬化區(qū)石墨相消失,其室溫組織為細小的變態(tài)萊氏體+殘余奧氏體,相變淬火區(qū)組織為針狀馬氏體+變態(tài)萊氏體+包圍球狀石墨的變態(tài)萊氏體、馬氏體雙殼組織;雙殼組織硬度達到917.8hv0.1,對提高耐磨性有利。

日本愛海拉職業(yè)訓(xùn)練所研究了薄鋁板電子束焊的焊縫。在鋁和不銹鋼中采用了電子束焊和氣體保護鎢極弧焊,對不同的焊接速度產(chǎn)生的焊縫表面與形變進行了對比。研究結(jié)果:用兩塊厚為0.04英時的合金板進行電子束對焊試驗,其中一塊是鋁合金a1100p1/2硬度(含銅0.1,錳0.01,微量鎂和鉻);另一塊是合金鋼a5052p1/2硬度(含銅0.02,鎂2.4,錳0.02,硅0.09,

綜述了co2激光熔凝和相變硬化的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，就目前該領(lǐng)域中存在的問題及其發(fā)展方向提出了自己的看法。

本文采用bni-2、bпp-1兩種釬料,對1cr18ni9ti不銹鋼進行了電子束釬焊和真空釬焊,并對其接頭進行了顯微組織分析.結(jié)果表明,兩種釬料電子束釬焊形成的接頭顯微組織主要都是固溶體;bni-2釬料真空釬焊形成接頭的顯微組織是由兩部分組成的,一部分是位于母材附近的鎳固溶體,另一部分是位于釬縫中心的化合物組織;bпp-1釬料真空釬焊形成接頭的顯微組織是由銅-鎳固溶體和釬縫中少量的化合物相組成的.

利用多極板贗火花放電裝置產(chǎn)生的高功率脈沖電子束對45號鋼進行轟擊,通過掃描電子顯微鏡(sem)和透射電鏡(tem)的觀察,研究了電子束在金屬表面和縱向深度上引起的組織結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明轟擊區(qū)表面瞬態(tài)驟熔急冷,形成了微晶或無序?qū)?剖面組織區(qū)域分為熔凝區(qū),馬氏體區(qū),熱影響區(qū)和基體。熔凝區(qū)在極高的溫度梯度下,具有自淬火效應(yīng)。馬氏體區(qū)和熱影響區(qū)在多脈沖的作用下,相當于經(jīng)歷了多次退火和回火過程,材料組織明顯細化。轟擊后樣品表面的顯微硬度與耐腐蝕性測試結(jié)果表明,顯微組織的細化,改善了金屬材料表面的物化性能。采用適當?shù)拿}沖數(shù)對金屬材料表面改性作用效果明顯。

傳統(tǒng)的伏安法測電阻實驗中無論采取電流表內(nèi)接法還是外接法,都會由于電表內(nèi)阻的存在,使得測量結(jié)果產(chǎn)生誤差.本文嘗試用電子束測試儀取代實驗中的電壓表位置實現(xiàn)完全斷路,并設(shè)計實驗步驟對電阻值進行測量,經(jīng)過數(shù)據(jù)的比對,發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果的相對誤差較小,從而實現(xiàn)借助力學(xué)量來測電學(xué)量.

用等離子束對汽車覆蓋件模具用鉻鉬鑄鐵進行表面淬火與熔覆,以達到表面強化效果。研究了硬化層的顯微組織、硬度分布。結(jié)果表明,鉻鉬鑄鐵等離子束淬火處理后,硬化層平均厚度約400μm,表層平均硬度達728hv0.2;等離子束熔覆后硬化層平均厚度約800μm,表層平均硬度達1065hv0.2。硬化層截面硬度分析表明,硬度最高值出現(xiàn)在次表層;隨等離子束處理次數(shù)的增加,硬化層的深度顯著增加;等離子束硬化后淬火與熔覆層硬度明顯提高。

采用高新技術(shù)－－激光相變硬化工藝（lth）對70mn2材質(zhì)的中空鋼軋輥進行了處理，延長了軋輥的使用壽命，取得了明顯的經(jīng)濟效益。

對大厚度鈦合金電子束焊接接頭的顯微組織、相組成和冷隔缺陷進行研究。結(jié)果表明，焊縫區(qū)組織為馬氏體α′相；熱影響區(qū)由細晶區(qū)和粗晶區(qū)兩部分組成，細晶區(qū)組織為初生α相＋β相＋等軸α相，粗晶區(qū)組織為少量的初生α相＋針狀α′相；母材區(qū)組織基本上都是長條狀和塊狀的初生α相，其間分布著少量殘余β相。對冷隔的形成原因進行了分析，并提出了預(yù)防措施。

鋁合金因其良好的性能在航空航天、交通工具、機械制造等領(lǐng)獲得了廣泛應(yīng)用,其焊接性限制了鋁合金的進一步應(yīng)用和發(fā)展。電子束焊因其熔透性高、接頭性能優(yōu)良等優(yōu)點成為鋁合金焊接的重要方法之一。簡述了電子束焊接的基本原理和特點,綜述了鋁合金電子束焊在工藝、接頭組織性能、接頭缺陷預(yù)測和有限元數(shù)值模擬技術(shù)等方面的研究工作,展望了鋁合金電子束焊接的發(fā)展方向,對于今后系統(tǒng)開展鋁合金電子束焊接具有一定的參考。

通過高能電子束預(yù)輻照接枝丙烯酸（aa）／對苯乙烯磺酸鈉（sss）對ptfe多孔膜進行親水改性，并研究了單體濃度、輻照劑量等對接枝率，接枝反應(yīng)對多孔膜表面形貌膜和化學(xué)組成以及親水性的影響。研究結(jié)果表明接枝率隨混合單體中aa含量增加而增大，而且隨輻照劑量的提高而增大，ptfe多孔膜的接枝覆蓋層增加膜表面的親水基團含量，同時對膜的親水改性效果能保持穩(wěn)定。

1 國內(nèi)外電子束焊接技術(shù)研究現(xiàn)狀 摘要綜述了電子束焊接技術(shù)的國內(nèi)外研究發(fā)展動態(tài)。簡述了電子束焊接基本 原理及國內(nèi)外研究者已取得的部分研究成果,并展望了異種材料電子束焊接技術(shù) 的研究方向。 關(guān)鍵詞電子束焊接 0引言 隨著全球工業(yè)化步伐的加快及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的突飛猛進,焊接這門古老而現(xiàn) 代的技術(shù)也在不斷地完善和發(fā)展,可以說焊接已在現(xiàn)代的生產(chǎn)生活中占有極為重 要的地位。近代焊接技術(shù),自1882年出現(xiàn)碳弧焊開始,迄今已經(jīng)歷了100多年的 發(fā)展歷程,為了適應(yīng)工業(yè)發(fā)展及技術(shù)進步的需要,先后產(chǎn)生了埋弧焊、電阻焊、電 渣焊及各種氣體保護焊等一系列新的焊接方法。進入20世紀60年代后,隨著焊 接新能源的開發(fā)和焊接新工藝的研究,等離子弧切割與焊接、真空電子束焊接及 激光焊接等高能束技術(shù)也陸續(xù)應(yīng)用到各工業(yè)部門,使焊接技術(shù)達到了一個新的水 平。特別是近年來,航空、

選用yg30硬質(zhì)合金與45鋼進行電子束對接焊復(fù)合試驗,用掃描電鏡、波長分散x射線譜儀對焊接接頭顯微組織進行了分析。結(jié)果表明:當電子束電流小、焊接速度慢時,焊接接頭易形成有害的η相,η相分布于yg30/焊縫界面區(qū)域,并聚集長大,η相層厚度約10μm;焊接過程中硬質(zhì)合金脫碳和鐵向硬質(zhì)合金遷移是η相形成的主要原因。

確定了不銹鋼管件套接接頭電子束釬焊的工藝參數(shù),并獲得了良好的釬焊接頭。利用掃描電鏡和能譜分析儀,對電子束釬焊試樣的顯微組織進行了分析。結(jié)果表明,釬縫區(qū)主要是固溶體組織和少量的化合物;母材區(qū)除了奧氏體組織外,還存在cu元素的晶間擴散。

研究了低能電子束輻照對gan基白光led發(fā)光性能的影響。利用電子束模擬空間電子輻射,對白光led燈板進行電子束輻照,并與輻照前的燈板比較,研究其光學(xué)性能,尤其是色度學(xué)性能的變化。試驗結(jié)果表明,在電子束輻照后,led的光效退化,色溫增強,藍光峰值波長藍移,熒光粉激發(fā)作用增強。最后總結(jié)了輻照前后的平均藍光峰值波長、黃光相對峰強以及色溫的變化值與輻照劑量的對應(yīng)關(guān)系。同時對實驗結(jié)果進行機理分析和討論。本實驗對照明用白光gan基led的輻照研究以及改性實驗有指導(dǎo)作用。

確定了不銹鋼方管電子束釬焊的工藝參數(shù),并利用掃描電子顯微鏡和能譜分析儀,對電子束釬焊試樣的顯微組織進行了分析。結(jié)果表明,選用合理的工藝參數(shù),可獲得良好的釬焊接頭。釬料區(qū)主要是固溶體組織。母材區(qū)除了奧氏體組織外,存在銅元素的擴散。

選用合理的電子束釬焊工藝參數(shù),獲得了良好的釬焊接頭。用掃描電鏡和能譜分析儀對釬焊接頭的顯微組織進行了分析。結(jié)果表明,釬料區(qū)主要是固溶體組織;母材區(qū)除了奧氏體組織外,存在銅元素的擴散。

對t2紫銅與10#鋼電子束焊接工藝進行了初步的試驗與研究。試驗結(jié)果表明,焊前采用散焦電子束偏銅側(cè)預(yù)熱有利于減少熱裂紋傾向、增加焊接熔深并使焊縫表面成形改善;預(yù)熱后以合理的焊接工藝參數(shù)偏10#鋼0.3～0.5mm焊接是保證較大厚度工件形成勻稱焊縫的必要條件。

鋼軌焊接新技術(shù)是無縫線路發(fā)展的關(guān)鍵之一。真空電子束焊接具有熱源線能量密度高、真空焊接條件好、焊接參數(shù)精確可控、接頭質(zhì)量好等優(yōu)點,近年來在航空、汽車、異種材料連接等領(lǐng)域已取得大量研究成果,并得到廣泛工業(yè)應(yīng)用。文中結(jié)合我國鋼軌焊接技術(shù)的問題,分析了鋼軌電子束焊接新技術(shù)研究的必要性和可行性,并初步提出了鋼軌電子束焊接研究的重點。

這里給出電子束在束腔內(nèi)的運動方程并得出解,分析了其運動時的發(fā)散情況與加速電壓性能間的關(guān)系。針對國內(nèi)應(yīng)用于電子束焊機的高壓直流電源的發(fā)展現(xiàn)狀,研制了一臺基于串聯(lián)諧振變換技術(shù)和多模塊串聯(lián)疊加技術(shù)的大功率高頻高壓直流電源的工程樣機,此樣機實現(xiàn)了輸出電壓連續(xù)可調(diào)和穩(wěn)定的過流過壓保護,以及開關(guān)管igbt工作在軟開關(guān)狀態(tài),有效減小了開關(guān)損耗和電磁干擾(emi),并且利用其固有的特性阻抗,提高了抗短路能力。實驗結(jié)果表明,所研制的電源能達到80kv/15kw輸出,其性能滿足電子束焊接裝置的要求。

采用等離子相變硬化設(shè)備對汽車發(fā)動機缸體灰鑄鐵進行了表面相變硬化處理,分析了處理后鑄鐵的顯微組織和硬度特征。結(jié)果表明,相變硬化處理后的灰鑄鐵分三個區(qū),即熔化區(qū)、固態(tài)相變區(qū)和熱影響區(qū),熔凝層的組織是細小的萊氏體。處理后的表面硬度有顯著提高,并明顯提高了發(fā)動機缸體的耐磨性和使用壽命。

通過介紹用于鋼軌焊接的電子束焊機的工作原理及系統(tǒng)組成,對該焊機的控制原理和作用進行分析,并通過使用西門子公司的s7200系列plc作為下位機控制核心,以工控機作為上位機核心和pmac運動控制卡為運動控制核心的系統(tǒng)組成,根據(jù)該焊機的使用需求設(shè)計了plc的控制軟件及上位機軟件,并對軟件進行了詳細說明。設(shè)備運行表明:焊機的控制系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計合理,功能完善,工作可靠,滿足了鋼軌電子束焊接的需要。