一、纯铝脉冲电子束表面强化研究（论文文献综述）
颜家维[1]（2020）在《Al-1%Si合金中第二相Si析出的调控机理及其对力学性能的影响》文中研究表明铝合金因其高比强度、高导电性和高耐蚀性等优异的综合性能,在各个工业领域都有着广泛应用。铝合金中第二相析出的尺寸与分布对其性能有着至关重要的影响,一般析出相越细小、分布越均匀高密度,则综合性能也会越优。因此,如何获得高密度均匀的纳米第二相析出在工程应用和学术研究上都是一个重要课题。本文选择析出过程简单、成分单一的Al-1%Si合金为主要研究对象,系统地研究了第二相均匀高密度析出的关键因素和调控机理以及其对于力学性能的影响。主要包括三个方面的内容:首先,系统地研究了各种传统热处理工艺参数对Si析出的影响,并分析和归纳了影响析出形貌与分布的主要因素及其微观机理;然后,探索了两种新型电流时效处理（电脉冲和直流电）对Si析出的影响,并分析了电流的焦耳热效应与非宏观热效应的作用机理;最后,利用透射电镜中的高能电子束在Al-1%Si试样中引入空位等缺陷,促进Si原子的扩散与形核,并结合高分辨表征进一步研究了Si析出早期阶段的结构和演化特点。这些研究的结果表明:（1）传统热处理中,Si析出的形貌与分布不仅与时效处理温度直接相关,还会受到固溶、淬火和预时效等处理的间接影响,其控制机理主要与空位浓度和团簇结构有关。低温时效处理能得到高密度均匀的细小Si析出,但析出速度太慢、效率低下;而高温时效处理虽然能在极短时间内获得细密的析出,但容易引起析出颗粒粗化和不均匀等问题。因此,本文提出了一种“短时间高温+长时间低温”的组合时效方式,不仅能获得更加均匀高密度的纳米Si析出,还能显着提高析出速率2～10倍。在时效处理前,较高的固溶温度、快冷速的淬火、低温预时效和时效处理前的快速升温等能进一步促进均匀高密度的纳米Si析出。这主要是因为高温时高浓度的过饱和空位经快速淬火后得以大量保留,而这些空位本身除了促进原子扩散,还能在预时效中形成“空位-Si”团簇结构,为后续析出提供高密度均匀的形核点。但对于较厚的块体试样,由于难以通过常规热处理获得足够的降温/升温速率以及均匀的温度分布,要在整个试样内获得均匀高密度纳米的Si析出还有较大挑战。（2）电流时效处理能在短时间获得比传统热处理更均匀高密度的纳米Si析出并能有效提升Al-1Si合金的力学性能,其中电脉冲得到的析出效果比直流更优异,且具有更高的能量利用效率。相比传统热处理,电流处理能更高效地促进Si析出,主要因为它的两个优势:首先,电流的焦耳热效应能快速加热试样,电流密度越高,则析出速度越快;其次,电流独有的非（宏观）热效应也能显着促进析出,例如在液氮环境抑制宏观热效应的条件下,电脉冲依然能通过高电流密度显着提高Si原子的扩散速率。关于非（宏观）热效应对析出的影响机理,本文认为主要是电流在晶体缺陷附近的选择性（局部）加热效应加速了空位和Si原子的扩散与迁移,同时不稳定的团簇结构也能在电流处理时间较短、环境温度较低的条件下得以大量保留,作为析出形核点,使得最终析出尺寸更细小、分布更加均匀高密度。（3）在电子束辐照实验中观察到了Si的动态形核与析出,不仅进一步揭示了空位对Si形核与析出的关键作用,也展示了Si析出早期阶段会形成不同的原子结构。电子束辐照中观察到的快速Si析出,一方面是因为电子束引入的空位等缺陷大幅加速了辐照区域内原子扩散以及Si纳米颗粒的形核,另一方面也是因为试样内初始空位浓度足够高（已经具备了均匀形核析出的条件）。在电子束辐照过程中得到的绝大部分Si的尺寸仅数纳米,与基体均为共格或半共格关系。但是,其中一部分Si的形核结构并不稳定,有些甚至会在辐照过程中突然消失。造成这种现象的主要原因可能是,在转变成稳定析出结构之前,这种Si的形核结构需要一定的空位或位错环帮助其维持共格关系,否则会在长大过程中失稳而回溶至基体中,同时电子束辐照产生的离位损伤也可能进一步造成早期Si析出的不稳定。上述的研究结果表明,新型电流时效处理比传统热处理具有更大的析出调控空间,而电子束辐照研究不仅加深了对铝合金早期析出过程的认识,也为探索更加复杂的析出机理提供了一种新技术手段和研究思路。
田娜娜[2]（2020）在《强流脉冲电子束辐照球磨制备Al-Pb及Al-Zr涂层的微观结构与性能》文中研究说明本文采用强流脉冲电子束（HCPEB）辐照工艺分别对球磨预置Pb涂层和Zr涂层的纯铝材料进行了表面辐照处理,其中Pb/Al体系的球磨预置涂层时间分别为1 h、2 h、3 h,辐照次数为10次、20次和30次,Zr/Al体系的球磨预置涂层时间为1 h,辐照次数为10次、20次、30次和40次。通过采用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、场发射扫面电镜（SEM）、3D激光共聚焦（3D LSM）等对HCPEB改性处理前后样品表层微观结构进行表征,同时采用显微硬度计对纯铝和球磨预置涂层原始样以及不同HCPEB辐照次数处理后样品的表面显微硬度进行测试,并采用摩擦磨损试验机对Pb/Al体系样品表面的耐磨损性能进行详细分析,最后联合表面形貌表征的结果对合金层的性能变化机制进行了进一步的研究。此外,还利用电化学工作站对辐照前后Zr/Al体系样品的耐腐蚀性进行测试和分析,并深入总结合金层的腐蚀机理。对于Al-Pb体系,表面粗糙度和表面SEM分析结果表明,HCPEB辐照球磨不同时间（1 h、2 h、3 h）的样品表面形成了典型的熔坑形貌,并随着辐照次数的增加,熔坑尺寸减小甚至消失,Pb元素的分布趋于均匀化、合理化,具体表现为合金层中的富铅颗粒的逐步细化,此外材料的表面粗糙度都存在不同程度的下降。增加球磨预置涂层时间会影响Pb合金化后合金的表面质量,随着球磨时间增加,电子束辐照后合金层的表面状态会逐步下降,结合截面形貌及其能谱分析得出球磨预置1 h+电子束辐照30次后合金层的厚度约为12μm,其表面及截面状态最佳,合金层与基体形成了良好的冶金结合。TEM及电子衍射结果表明30次辐照合金化后获得了纳米级富Pb颗粒和Al晶粒,且Pb颗粒均匀弥散分布于Al基体中。此外,电子束辐照还诱发了极高密度的位错、位错胞等结构缺陷,这些缺陷为Pb原子提供了更多的吸附中心和扩散通道。显微硬度表明,辐照后Al-Pb体系表面硬度得到提高,其强化机制主要有位错强化、细晶强化等。摩擦磨损试验结果表明,利用HCPEB对Al表面合金化Pb后,与球磨原样以及纯铝相比,辐照样品的摩擦系数及磨损率都有了显着的降低,这主要是由于辐照处理样品表层形成了纳米晶结构,可以有效提高样品表面的机械性能,同时弥散分布的富铅纳米颗粒可作为润滑相强化涂层,在摩擦磨损过程中起到减磨作用;加之样品表面硬度的提高减弱了磨球对涂层材料的犁削作用,从而促进了合金化样品的耐磨损性能的提高。对于Al-Zr体系,X射线衍射分析结果表明,电子束辐照后球磨预置的Zr层与Al基体发生了反应,生成了Ll2结构的Al3Zr。进一步的微观分析表明,经HCPEB辐照后合金层表面形成了熔坑,并且随着辐照次数增加而逐渐消失,但40次辐照后,熔坑数量又急剧增加,这与能量输入过高后,材料的表面质量恶化有关。此外,随着辐照次数的增加,Zr元素的分布趋于弥散、均匀化,辐照30次后Zr元素的分布最为均匀。截面SEM表面,辐照30次后,形成了约为13μm的合金化层。TEM及电子衍射结果进一步证实了弥散分布的Ll2金属间化合物Al3Zr的存在,且Al3Zr与晶粒的尺寸随辐照次数的增加逐渐降低,这对提高材料表面强度和耐蚀性能有很大的促进作用。显微硬度表明,辐照后Al-Zr体系材料表面硬度得到提高,其强化机制主要有固溶强化、位错强化、细晶强化以及第二相弥散强化等。电化学腐蚀试验表明,纯铝的耐腐蚀性能可以在适当合金化Zr后得到改善,且电子束辐照30次的电化学性能最佳,这可能与Al3Zr这种金属间化合物在腐蚀过程中能发生再钝化或自愈合有关,可以形成稳定的钝化膜。
张凌燕[3]（2019）在《钛基/镍基材料脉冲电子束表面合金化及强化机制研究》文中提出本文采用强流脉冲电子束（High current pulsed beam irradiation,HCPEB）辐照技术对钛合金和纯镍两种金属材料进行表面合金化研究,通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和三维激光扫描显微镜（3D LSM）等表征手段对辐照合金化后表层的微观结构状态进行表征,测试了合金化样品的显微硬度、摩擦磨损及电化学腐蚀性能,通过建立微观结构状态与性能之间的内在联系,分析和总结了表面合金化机理和改性机制。基于重点提高TC4钛合金的表面硬度、摩擦磨损和耐腐蚀性能的目的,利用HCPEB技术对TC4钛合金表面进行Cr合金化。经HCPEB辐照后的样品表面发生熔化并形成大量的喷发状熔坑,其密度和尺寸随合金化次数的增加而减小。大量的合金化元素熔入基体形成合金化层,合金层厚度随着合金化次数的增加而增加。Cr-TC4合金层存在尺寸为2～5μm的β-Ti等轴晶和α’-Ti马氏体组织,合金层中还存在大量的Cr2Ti纳米颗粒。性能测试结果表明,辐照样品的表面硬度均得到显着强化,这是辐照样品表层诱发形成的纳米Cr2Ti（Laves）相和纳米晶等结构起到弥散强化和细晶强化的作用;辐照后的Cr-TC4样品表面摩擦磨损性能显着提高,这与样品表面粗糙度的降低、表面硬度的提高以及合金层厚度的增加有关;同时耐腐蚀性能也得到明显改善,这是由于Cr-TC4合金化样品表面生成了连续且致密的Cr2O3氧化膜。为了研究部分作为β相稳定剂的难溶金属的合金化,选择Mo和Nb作为合金化元素。其中HCPEB辐照Mo-TC4合金化体系样品后,表层晶粒发生明显细化,一些区域形成了大量的纳米晶结构,同时还发现了层片状马氏体,马氏体内部存在孪晶和高密度位错。辐照后形成的Mo合金层的厚度约为3.5μm,合金层中形成了大量弥散分布的Al5Mo纳米颗粒,为表面硬度的提高起到弥散强化的作用。为了提高合金层中合金元素的含量,利用机械合金化（Mechanical alloying,MA）与HCPEB辐照技术相结合,在TC4合金表面形成了与基体呈冶金结合的富Nb合金层,合金层连续而致密,表面性能也有所改善。利用HCPEB技术对纯镍为基体,Cr、W、Sn为合金化元素的三种体系进行表面合金化研究。其中,HCPEB合金化Cr/W-Ni体系样品后,样品表层形成大量的喷发状熔坑,熔坑的数量随辐照次数的增加而减小。在HCPEB辐照过程中,大量的合金化原子熔入基体形成合金层。且在表层诱发种类丰富、密度极高的晶体缺陷结构,如晶界、位错、位错胞/墙、孪晶等结构,这些缺陷结构为合金化元素提供了快速的扩散通道。HCPEB辐照后形成过饱和固溶体导致细小颗粒的析出,第二相颗粒更倾向于分布在晶界和晶体缺陷附近。Cr-Ni体系合金层的相结构由Ni（Cr）固溶体和金属间化合物Cr3Ni2构成,而W-Ni体系样品的合金层中形成了Ni（W）固溶体、GP区、莫尔条纹颗粒和Ni W相。HCPEB合金化后的性能测试结果显示,合金化样品的表面硬度均得到了显着提高,这主要归功于合金层中丰富的微观组态起到的应力强化、亚晶强化、弥散强化和固溶强化的共同作用。合适的合金化处理工艺可显着地改善样品的表面强度和耐腐蚀性能。除此以外,对Ni基体表面进行Sn合金化处理,仅对相结构、硬度和表面形貌进行了表征和测量,结果表明HCPEB辐照同样适合于低熔点元素的表面合金化改性,且合金层可以得到显着的强化。利用第一性原理计算模拟Ni表面Cr、W、Sn三种合金化体系的固溶强化,计算结果表明,合金元素的原子半径会影响合金层中Ni基固溶体体的晶格常数,进而导致基体的固溶强化,表现为硬度的提高。模拟计算结果显示,合金元素的原子半径越大,强化作用越显着,这与实验数据相吻合。
程增赐[4]（2019）在《1060/2A12异种铝合金电子束焊接气孔形成机制与控制措施》文中指出气孔缺陷是铝合金电子束焊接时最常见的缺陷之一,限制了铝合金结构在工业上的广泛应用,因此铝合金气孔缺陷产生机理的研究及其控制是铝合金电子束焊接时研究的重点。本文以1060铝和2A12铝合金为对象开展了异种铝合金电子束焊接气孔缺陷研究。围绕电子束焊接气孔缺陷控制,分析了焊缝气孔特征,深入研究了焊接参数对铝合金气孔缺陷形成的影响规律;基于流场模拟结果,结合对铝合金电子束焊接过程中匙孔和熔池行为的认知,探讨了异种铝合金电子束焊接时气孔缺陷的产生机理及控制方法。工艺试验的结果表明,焊缝中存在“冶金特征型气孔”和“工艺特征型气孔”。前者形状近圆且尺寸较小,对接头力学性能的影响不大;后者形状不规则且尺寸较大,会减少接头承载面积,造成应力集中,从而降低接头力学性能和服役可靠性。气孔的产生过程包括气泡生成和气泡上浮两个阶段,“冶金特征型气孔”主要是熔池内金属液体空化导致的;“工艺特征型气孔”与匙孔不稳定的开合行为相关,匙孔坍塌后会包裹金属蒸汽形成匙孔闭合型气泡。气泡形成后若未能在熔池金属凝固前逸出,就会形成气孔缺陷。在试验条件下,铝合金接头气孔缺陷与熔透状态相关,临界熔透的接头气孔率较低,增大一个束流接头微透时气孔率升高,对于熔透状态的接头,接头气孔率随束流的增大而降低;焊接速度在300mm/min1500mm/min的范围内变化时,临界熔透状态的接头气孔率先升高后下降。以电子束焊接实际过程为基础,建立了铝合金焊接流场模拟模型,引入了空化势模型和气体粒子模型,对匙孔行为和熔池流动行为进行分析,结果表明,由于金属强烈汽化导致的金属蒸汽反作用力,与1060工业纯铝相比,2A12铝合金在电子束焊接时更易产生表面下塌缺陷和气孔缺陷。匙孔稳定性与到达匙孔内部的电子束能量密度相关,故在完全熔透的状态下增大束流有利于减少接头气孔缺陷。最后基于焊缝气孔缺陷产生机理和影响因素的分析,提出控制方案,得到了气孔率仅为0.14%的异种铝合金接头。
张远望[5]（2017）在《强流脉冲电子束作用下铝基互不固溶元素表面合金化及性能研究》文中进行了进一步梳理本文选用“HOPE-Ⅰ”型强流脉冲电子束（HCPEB）设备对预置W和Mo粉末的纯铝材料进行了表面辐照处理,辐照次数分别为15次,25次和35次。利用X-ray衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）以及透射电子显微镜（TEM）等详细分析了辐照前后样品表面的相组成及微观结构变化。利用显微硬度计对原始样和不同HCPEB辐照次数处理后样品表面的显微硬度进行了测试。此外还利用电化学极化曲线和阻抗谱（EIS）分析了辐照前后样品耐腐蚀性能的改变,着重对腐蚀机理做了相应的研究。HCPEB辐照后,XRD衍射分析结果表明W和Mo分别与基体铝发生了反应,生成了相应的化合物。进一步的微观组织结构分析,经HCPEB辐照后表面形成了经典的火山坑形貌,并在随后的辐照过程中消失。TEM及电子衍射结果进一步证实了金属间化合物Al5W、Al4W以及Al5Mo的存在,此外随着HCPEB辐照次数的增加,材料表面会弥散析出大量金属间化合物,这对提高材料表面强度有很大作用。同时,经HCPEB辐照后材料内部出现了大量的微观组织缺陷,包括位错、空位簇等缺陷,这些缺陷不仅为合金化过程中合金元素的扩散提供了大量扩散通道,而且还为腐蚀过程中氧离子的快速通过提供了便利。显微硬度表明,辐照后材料表面硬度均得到提高,具体的提高原因有细晶强化、固溶强化、第二相弥散强化和位错强化等。随着辐照次数的增多,材料表面的微观结构发生变化,这些微结构的改变对材料表面硬度有着重要影响。电化学腐蚀试验表明,适当的HCPEB辐照工艺合金化后能够显着改善纯铝的抗点蚀性能。其主要原因是合金层表面形成了连续而致密的钝化层。此外在局部“弱点”处过饱和固溶体或者是金属间化合物在腐蚀过程中会发生再钝化或自愈合。EIS分析结果表明样品经HCPEB辐照合金化后表面具有良好的电容行为和保护性能,其结果与极化曲线相符合。
李威[6]（2016）在《电脉冲对变形纯铝微观结构的影响及其作用机理》文中进行了进一步梳理电脉冲因其独特的热、电、磁、力等物理效应,可广泛地应用于多方面的微观结构调控以及多种辅助成型工艺,在材料的定向微观结构调控及新材料的制备等领域具有良好的工业应用前景。然而,电脉冲对材料的作用机理尚不明确,限制了电脉冲技术的进一步发展。本文以成分单一、结构简单且无固态相变的纯铝材料为研究对象,通过准原位TEM和EBSD观察以及位错滑移迹分析等手段,从微观结构演化角度分析了电脉冲的作用机理。具体地,从动力学和热力学两方面,研究了电脉冲对变形纯铝整体微观结构演化以及单根位错滑移行为的影响,并分析和归纳了电脉冲影响材料微观结构占主导的物理效应及其作用机理。动力学上,主要关注电脉冲对变形纯铝晶界和位错结构演化快慢及演化途径的影响;热力学上,重点关注电脉冲是否能够为晶界和位错的迁移提供额外的驱动力。本文的研究结果表明:（1）在变形纯铝的回复和再结晶过程中,电脉冲虽然在热力学上为晶界和位错的迁移所提供的驱动力很小,但是在动力学上却能显着地提升材料微观结构演化的速率,并在一定程度上改变微观结构的演化途径。电脉冲导致变形纯铝微观结构演化途径的改变主要集中在回复阶段。例如,合适强度的电脉冲处理可以快速地降低轧制纯铝的晶内位错密度,而保持材料的晶粒度基本不变;较高强度的电脉冲处理可以使得轧制纯铝的晶界回复机制由传统热处理作用下的晶界三叉点迁移转变成亚晶界的消减,并同时引起材料晶内位错密度的急剧升高。（2）在极低的温度下（如T<135 K）,电脉冲可以使得轧制纯铝（面心立方结构）发生高温的（如T>453 K）位错非八面体滑移。位错非八面体滑移的开动显着地增加了位错运动的自由度,解释了电脉冲作用下变形纯铝快速的回复和再结晶行为。另外,电脉冲作用下位错非八面体滑移的发现还为前人广泛报道的电致塑性提供了新的理论解释。（3）在电脉冲的多种物理效应中,选择性加热效应与电脉冲作用下变形纯铝的微观结构演化规律及其位错非八面体滑移行为密切相关。由于晶体缺陷比晶内无缺陷处的电阻率大,电脉冲可能会选择性地集中加热材料的晶界和位错等缺陷,加速材料晶界和位错的运动,从而显着地加速变形纯铝的回复和再结晶过程。另外,电脉冲在位错芯处导致的局部高温还会使得位错发生非八面体晶面滑移。由于材料的晶界和位错总体积份额小(10-3–10-2),选择性加热效应导致的局部高温不会反映在材料整体的宏观温升上,因此选择性加热效应仍属于电脉冲的“非宏观热效应”。上述的研究表明,对电脉冲作用下微观结构演化的直接观察可以加深电脉冲作用机理的认识,为电脉冲技术的发展提供帮助。
胡亮[7]（2016）在《过共晶铝硅合金的（电子束+稀土Nd）复合表面改性研究》文中研究说明过共晶铝硅合金作为一种铸造铝合金,由于具有铸造性良好、焊接性优越、耐磨性高、优异的耐腐蚀性等特点,广泛应用于航空航天、汽车等领域。但在传统铸造条件下,由于冷却速度较低,造成大量粗大的初生硅相存在于过共晶铝硅合金组织中,结果导致该相割裂铝基体,恶化了合金的整体性能,从而限制了合金的应用领域范围。近几十年来,强流脉冲电子束被公认是一种新型表面改性技术,该技术诱导的快速加热和冷却过程,使得材料表面发生了远离平衡态的非平衡凝固,从而获得了一种性能优异的表面改性层。尽管如此,在脉冲电子束的作用下,材料表面很容易形成大量的微裂纹和熔坑结构,严重恶化了材料表面的耐腐蚀性能。这些结构的存在成为困扰电子束技术发展的两大主要难题。稀土作为一种有益的元素,具有细化组织、消除微裂纹和针孔等缺陷的作用。另外,由于强流脉冲电子束诱导的元素扩散效应,导致稀土呈现均匀化分布,从而获得了其他常规方法无法得到的改性效果。因此,本文首次利用强流脉冲电子束和稀土Nd对过共晶铝硅合金（A1-17.5Si）进行表面改性处理,以消除微裂纹、熔坑结构以及细化粗大的初生硅为主要目的,深入研究电子束处理后合金表面微观组织的变化,以及不同脉冲次数处理对合金表面硬度和耐腐蚀性的影响。通过强流脉冲电子束诱发的快速冷却效应和稀土元素结晶前沿的成分过冷,实现对粗大初生硅的复合改性,以达到最优效果。首先通过SEM、XRD、EPMA和金相等分析方法对强流脉冲电子束处理后添加和未添加稀土 Nd的过共晶铝硅合金表面微观组织进行了系统地研究,主要结论如下:（1）A1-17.5Si合金在脉冲电子束的作用下,合金表面的初生硅相形成了牛眼状的晕圈组织。初生硅尺寸由原始样品的20～100μm变化到25次脉冲的70纳米左右,尺寸降低3个数量级以上。而且在晕圈边界附近形成了 200～300nm的纳米Al胞状结构及细小的共晶组织;（2）强流脉冲电子束处理后Al-17.5Si-0.3Nd合金表面的Al、Si和Nd元素呈现均匀分布,且微裂纹和大尺寸熔坑结构随着脉冲次数的增加显着减少,甚至消失。微裂纹密度由5次脉冲的0.0669mm-1急剧减少到50次脉冲的0.00687mm-1,而熔坑密度也由5次脉冲的3.82mm-2减少到50次脉冲的0.64mm-2。定点观察分析表明:添加稀土 Nd使得微裂纹的长度随脉冲次数增加,呈现先增加后减小的趋势,最终微裂纹在50次脉冲次数下消失。微裂纹的消除归咎于稀土Nd导致在电子束处理的冷却过程中初生硅内部形成的局部应力集中降低,最终微裂纹的数量减少并且其长度降低,甚至微裂纹消失。而熔坑结构的消除归咎于稀土 Nd在Al-17.5Si合金原始组织中具有降低表面粗糙度、净化除杂和减少铸造缺陷的作用,最终大尺寸的熔坑结构在电子束的抛光作用下显着减少甚至消失。微裂纹的消除有助于熔坑的消除;（3）强流脉冲电子束处理后,合金表面的残余应力随脉冲次数的增加,总体上呈现增加的趋势,且均显示为拉应力;（4）Al-17.5Si和Al-17.5Si-0.3Nd合金经强流脉冲电子束处理后Al、Si衍射峰发生宽化和偏移的现象,且随脉冲次数增加变得更加明显。随着脉冲次数增加,所有衍射峰呈现先向高角度偏移后向低角度偏移的趋势,最大的偏移角度出现在5次脉冲的样品中。A1（220）和Si（311）晶面间距以及Al晶格常数都呈现先减小后增加的趋势;（5）强流脉冲电子束处理后,合金表面形成了致密完整的重熔层。对于Al-17.5Si合金,重熔层平均厚度由5次脉冲的5.4μm增加到50次脉冲的8.2μm;而对于Al-17.5Si-0.3Nd合金,这一数值由5次脉冲的4.1μm增加到50次脉冲的6.6μm。稀土 Nd降低了同脉冲次数下Al-17.5Si合金的重熔层厚度。其次,采用TEM分析对电子束处理后合金表面形成的亚稳态结构进行了详细调查,其结果概括如下:（1）电子束15次脉冲处理后Al-17.5Si合金表面铝基体中形成高密度位错缠结;（2）电子束25次脉冲处理后A1-17.5Si合金表层形成非晶氧化铝,而且其表面发生晶化现象,形成了纳米Al和纳米Si相,相应的尺寸为5～20nm;（3）电子束25次脉冲处理后Al-17.5Si-0.3Nd合金表层形成了纳米初生硅相,该相均匀分布在合金表面上,其尺寸为100～200nm;（4）电子束25次脉冲处理后Al-17.5Si-0.3Nd合金表层形成纳米共晶硅相,其位于富硅相和富铝相之间的过渡带,晶粒尺寸为5～50nm;（5）电子束25次脉冲处理后Al-17.5Si-0.3Nd合金表层形成了纳米A1胞状结构和细小纳米硅晶粒,纳米A1胞状结构的尺寸为100～200nm,该相均匀分布在铝基体中。而细小纳米硅晶粒存在于铝的晶界或亚晶界上,其尺寸为5～20nm。最后利用显微维氏硬度计和电化学工作站对强流脉冲电子束处理前后合金表面硬度和耐腐蚀性能进行了测试,主要结果如下:（1）强流脉冲电子束处理使过共晶Al-Si合金表面A1基体的显微硬度显着增大。与原始样品相比,50次脉冲处理后电子束处理使Al-17.5Si和Al-17.5Si-0.3Nd两种合金Al基体显微硬度分别提高了约2.2倍和1.7倍。稀土 Nd降低了同一脉冲次数下Al-17.5Si合金表面Al基体的显微硬度;（2）强流脉冲电子束处理后,晕圈组织的显微硬度呈现“中心硬度高,边缘硬度低”的梯度分布。且随着脉冲次数的增加,梯度分布逐渐消失。特别是,添加稀土Nd后,在同一脉冲次数下（不包括50次脉冲的样品）晕圈中心的显微硬度高于未添加稀土 Nd的硬度,但在50次脉冲次数时,晕圈中心的显微硬度却小于未添加稀土 Nd时的硬度;（3）未添加和添加稀土 Nd合金经电子束50次脉冲处理后表面重熔层的显微硬度有明显增加,其数值分别为1584.8MPa和1106.8MPa。稀土 Nd降低了同一脉冲次数下重熔层的硬度;（4）添加稀土 Nd后,电子束处理后Al-17.5Si合金表面的耐腐蚀性能得到了明显的改善,腐蚀电流密度由原始样品的3.954×10-6μA/cm2变化到50次脉冲的5.888×10-8μA/cm2,降低了 2个数量级。合金表面耐腐蚀性的提高归咎于合金表面晶粒的细化以及微裂纹和大尺寸熔坑结构的消除。总之,稀土 Nd能够消除在电子束处理过程中过共晶A1-17.5Si合金表面形成的微裂纹和熔坑结构,同时由于电子束诱导的快速冷却效应,使得初生硅尺寸从数十微米细化到几十纳米甚至几百纳米,显着提高了合金表面的耐腐蚀性,有效地解决了电子束表面改性领域的两大难题,拓展了强流脉冲电子束改性技术在工业上的应用。
宋小放[8]（2015）在《强流脉冲电子束处理50BA及30SiMn2MoVA高强钢的显微组织及性能研究》文中研究表明高强钢（High Strength Steel）具有优良的综合力学性能,广泛应用于军事、民用领域。随着零件的服役环境变得复杂化、多样化、恶劣化,对材料的性能提出了更高的要求。目前,传统化学热处理方法存在着能量利用率低、生产效率低、工件变形量大、污染环境等缺点,表面涂层技术又存在着结合力差的缺点,而强流脉冲电子束（HCPEB）作为一种新型的高能、高效的表面改性技术以其自身独特的优势,规避了传统表面改性技术的缺陷,能够达到提高零件表面强度、耐磨性和耐蚀性能的目的。本论文分别以50BA和30SiMn2MoVA高强钢为基材,利用强流脉冲电子束设备以不同的脉冲次数对试样表面进行重熔处理,主要研究了改性前后试样的表截面显微形貌、微观组织结构的变化规律以及耐磨性和耐蚀性等力学性能的变化情况。研究结果表明:（1）经HCPEB处理后,试样表面经过熔体喷发,产生了火山坑状的“熔坑”。50BA高强钢试样表面的“熔坑”呈弥散分布,30SiMn2MoVA高强钢试样表面的“熔坑”呈网状结构,随着脉冲次数的增加,熔坑的数量逐渐减少,试样表面微区逐渐变得平滑,50BA高强钢试样表面熔坑尺寸先增大后变小,30SiMn2MoVA高强钢试样表面熔坑尺寸变小,网状结构逐渐消失,熔坑逐渐呈现出独立分布状态。（2）50BA和30SiMn2MoVA高强钢试样表面都发生了相变,产生了马氏体和残余奥氏体,随着脉冲次数的增加,马氏体的含量相对减少,残余奥氏体的含量相对增加。快速加热与凝固使试样表层晶粒细化,第二相颗粒尺寸变小,分布更为均匀。（3）经HCPEB处理后,试样表面显微硬度得到提高,其中50BA高强钢经50次脉冲处理后,表面硬度最大,相比于原始试样提高了20.9%;30SiMn2MoVA高强钢经30次脉冲处理后,表面硬度相比于原始试样提高了39.6%。试样表面组织由马氏体和残余奥氏体组成,这种软硬复合相的存在以及晶粒细化都有助于提高试样表面的耐磨性。试样磨损量随脉冲次数的增加而降低,相对耐磨性至少提高1倍,其中30和50次脉冲处理后试样的相对耐性相对于原始试样都提高了2倍。在耐蚀性方面,随着脉冲轰击次数的增加,试样表面腐蚀电流密度逐渐降低,腐蚀电位逐渐升高,使腐蚀速率降低,腐蚀倾向性减小,其中50BA高强钢试样表面经50次脉冲处理后试样表面的耐蚀性能最好,腐蚀电流密度降低了43.5%,30SiMn2MoVA高强钢试样表面经30次脉冲处理后试样表面的耐蚀性能最好,腐蚀电流密度降低了48.8%。
郝仪[9]（2012）在《强流脉冲电子束处理对过共晶铝硅合金表面微观组织及性能影响研究》文中进行了进一步梳理过共晶铝硅合金作为一种重要的铸造合金,由于具有热膨胀系数低、密度小、比强度高、耐磨和耐蚀性好等优良特性在汽车制造及航空航天等领域得到了广泛应用。但在传统铸造条件下,过共晶铝硅合金组织中普遍存在的粗大初生硅相严重地割裂基体,恶化了合金的性能,从而限制了其工业应用范围。强流脉冲电子束是近年来得到迅速发展的一种新型表面改性技术,通过电子束与材料表面相互作用所导致的超快速加热和冷却过程使材料表面发生远离平衡态的非平衡凝固,达到常规表面处理方法所无法实现的特殊改性效果。本文首次采用强流脉冲电子束对铸造过共晶铝硅合金（Al-15Si、Al-17.5Si和Al-20Si）进行表面改性处理,以细化粗大块状初生硅和针状共晶硅为主要目的,深入研究脉冲电子束作用下合金表面微观组织的变化,以及不同脉冲次数处理对合金表面硬度和耐磨性的影响。首先通过SEM、EPMA、金相和XRD等分析方法对强流脉冲电子束处理后过共晶铝硅合金表面形貌及微观组织进行了研究,得到了以下主要结果：1)合金表面粗大初生硅形成典型的“晕圈”结构,随着脉冲次数增加“晕圈”结构呈现得更加明显,初生硅与铝基体之间更好地相互熔合；2)Al-17.5Si合金基体表面分布着许多圆形纯Al颗粒,随着脉冲次数增加纯Al颗粒的尺寸逐渐减小且大小均匀。5次脉冲处理使Al-15Si合金基体表面α（Al）枝晶得到明显细化；3) Al-15Si合金经电子束处理后Al、Si衍射峰宽化并向高角度偏移,Al（111）和Si（111）晶面的d（111）值减小,Al晶格常数也减小,晶格发生畸变。25次脉冲处理使合金表层呈现出Al（200）晶面的择优取向；4)电子束处理使合金表面形成几微米厚度的重熔层,组织细化且成分均匀,重熔层下方为热影响区和未受影响的基体。随着脉冲次数从5次增加至25次,Al-15Si合金表面重熔层的厚度从4.4μm增加到5.6μm,而在25次脉冲处理后Al-20Si合金表面重熔层厚度约为4μm。采用TEM和拉曼光谱分析证实了强流脉冲电子束处理使过共晶铝硅合金表层形成亚稳态结构,其结果概括如下：1)合金表层形成两种类型的纳米硅晶粒,一种是游离存在的纳米硅晶粒,平均晶粒尺寸在30～100nm之间。而另一种是弥散分布的细小等轴的纳米硅晶粒,平均晶粒尺寸为5y20nm,且优先在晶界和亚晶界等高缺陷处析出；2)通过TEM观察到大量硅原子在铝晶粒中的某些区域偏聚存在,且多数聚集在铝晶粒边缘处,硅原子滞留在铝晶格中形成过饱和铝基固溶体。通过EDS分析可知Al-15Si合金15次脉冲处理及Al-20Si合金25次脉冲处理后硅在铝中的平均固溶度分别为8.54%和8.9%；3)TEM分析显示15次脉冲处理后Al-17.5Si合金最表层形成非晶氧化铝,而拉曼光谱分析结果证实Al-15Si合金经15次和25次脉冲处理后“晕圈”结构边缘区域有非晶硅生成,其特征宽带峰分别出现在468cm-1和478cm-1处；4)5次脉冲处理后Al-15Si合金α（Al）相中形成等轴状位错胞,尺寸约为200nm,胞壁为具有厚度差别的高密度位错缠结。当脉冲次数从5次增加至25次,Al-20Si合金表面局部区域产生高密度位错,并相互缠结在一起。位错缠结区域铝晶格畸变增大,衍射斑点被拉长。最后利用显微维氏硬度计和销盘式摩擦磨损试验机对强流脉冲电子束处理前后过共晶铝硅合金表面硬度和耐磨性进行了测试,主要结果如下：1) Al-15Si、AI-17.5Si和Al-20Si三种合金表面共晶组织和α（Al）的显微硬度随着脉冲次数增加都逐渐增大。与原始样品相比,25次脉冲处理后三种合金共晶组织显微硬度分别提高了约0.7倍、1倍和0.7倍,而α（Al）显微硬度依次提高了约0.7倍、1倍和1倍；2)Al-20Si合金原始组织中初生硅显微硬度没有呈现大幅度波动,平均值为8514.7MPa。但电子束处理后初生硅所形成的“晕圈”结构显微硬度从其中心到边缘呈现由大到小的梯度变化；3)三种合金经电子束25次脉冲处理后表面重熔层的显微硬度有明显增加,其数值分别为1049.3MPa、1147.4MPa和1216MPa,与距离表面140μm处基体显微硬度相比都提高了50%以上；4)电子束处理后三种合金表面耐磨性与原始样品相比均有所提高,磨损量随着脉冲次数增加先减小后增大,耐磨性呈现先提高后降低的趋势,三种合金表现出的最好耐磨性分别是各自原始样品的9倍、6.5倍和2倍。通过对Al-15Si合金摩擦系数分析,所得出的耐磨性结果与磨损量的相一致。总之,强流脉冲电子束能够诱发过共晶铝硅合金表面非平衡组织结构的形成,实现表面硬度及耐磨性的提高,是一种简单、高效的新型表面改性技术。
易贇[10]（2011）在《4Cr13不锈钢强流脉冲电子束表面处理》文中认为脉冲电子束表面处理是近年来新兴的一种表面改性技术。本文采用俄制Solo-型脉冲电子束装置,选用4Cr13不锈钢为基础实验材料,及兼具40Cr钢表面处理。以优化表面处理工艺和改性机制的研究为目的,利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、EDS能谱、X射线衍射仪等技术手段,分析了试样脉冲电子束处理后表面形貌和显微组织结构。并通过对试样表面粗糙度、显微硬度、耐蚀性、耐磨性等性能测试实验,获得了材料表面处理工艺和探讨了其表面改性机制,结果表明:1. 4Cr13钢处理样表面形貌出现多形态熔坑、三种微裂纹、弥散颗粒、针状变形结构,杂质第二相是诱发熔坑形貌形成主要因素。试样经1Hz、14kV、180A、20次处理,表面熔坑最少、无裂纹缺陷,硬度和耐磨耐蚀性获得显着提高。2. 40Cr钢和4Cr13钢辐照后,表面细晶组织由α和γ两相组成。随脉冲次数增加,γ相含量增加。并且可能由于定向热传导缘故,20次处理以后,两种钢残余奥氏体出现（220）晶面单一强衍射峰。3.对比未处理试样,处理后试样表面硬度基本呈增加趋势。脉冲电子束的快速加热使材料表面熔化甚至汽化及随后的快冷过程,使得表面晶粒细化和强烈的形变,以及残余应力、晶粒的择优取向、第二相固溶作用起到材料表面强化,局部应力集中导致的裂纹缺陷使表面硬度降低。4. 40Cr钢试样研究发现,过渡层组织柱状晶结构的形成,提高了结构衔接,有效消除了表面改性层与基体之间的裂纹缺陷。处理样显微硬度和耐潮的空气腐蚀性大为提高。
二、纯铝脉冲电子束表面强化研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纯铝脉冲电子束表面强化研究（论文提纲范文）
（1）Al-1%Si合金中第二相Si析出的调控机理及其对力学性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 铝合金中的第二相析出 |
| 1.2.1 析出相的种类与结构 |
| 1.2.2 析出相的强化机制 |
| 1.2.2.1 位错切过强化机制 |
| 1.2.2.2 位错绕过强化机制 |
| 1.2.2.3 其他强化机制理论 |
| 1.2.2.4 小结 |
| 1.2.3 析出相的形核 |
| 1.2.3.1 均匀形核 |
| 1.2.3.2 非均匀形核 |
| 1.2.3.3 析出相形核的调控难点 |
| 1.3 铝合金析出调控技术的研究现状 |
| 1.3.1 传统热处理工艺 |
| 1.3.1.1 均匀化与固溶处理 |
| 1.3.1.2 淬火 |
| 1.3.1.3 自然时效 |
| 1.3.1.4 人工时效 |
| 1.3.1.5 传统热处理的局限性 |
| 1.3.2 加工变形工艺 |
| 1.3.3 通电(辅助)处理 |
| 1.3.3.1 直流电处理 |
| 1.3.3.2 交流电处理 |
| 1.3.3.3 电脉冲处理 |
| 1.3.4 小结 |
| 1.4 Al-1%Si合金的研究现状 |
| 1.5 本文的选题意义与研究内容 |
| 1.5.1 选题意义 |
| 1.5.2 研究对象与主要内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 材料的选择 |
| 2.1.2 均匀化预处理 |
| 2.2 固溶和时效处理 |
| 2.2.1 固溶与淬火 |
| 2.2.2 传统时效热处理 |
| 2.2.3 电流时效处理 |
| 2.2.3.1 电脉冲处理 |
| 2.2.3.2 直流电 |
| 2.2.3.3 电子束辐照 |
| 2.3 性能测试 |
| 2.3.1 单向拉伸实验 |
| 2.3.2 显微硬度试验 |
| 2.3.3 导电性测试 |
| 2.4 .微观结构表征 |
| 2.4.1 析出相的统计分析 |
| 2.4.2 析出相与基体的取向关系 |
| 2.4.3 位错形貌的表征 |
| 第三章 传统热处理对Si均匀析出行为的影响 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验方案 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 时效热处理Al-1Si合金中Si的析出行为 |
| 3.3.1.1 低温时效中的Si析出 |
| 3.3.1.2 高温时效中的Si析出 |
| 3.3.1.3 组合时效处理中的Si析出 |
| 3.3.1.4 小结 |
| 3.3.2 时效前的热处理对Si析出行为的影响 |
| 3.3.2.1 固溶处理对于Si析出的影响 |
| 3.3.2.2 预时效处理对于Si析出的影响 |
| 3.3.2.3 时效升温速率对Si析出的影响 |
| 3.3.2.4 小结 |
| 3.4 分析和讨论 |
| 3.4.1 纳米Si均匀高密度析出的微观机理 |
| 3.4.1.1 获得均匀高密度纳米Si析出的热处理策略 |
| 3.4.1.2 制备纳米析出铝合金材料的局限性 |
| 3.4.2 Si析出对于合金力学性能的影响 |
| 3.4.2.1 Al-Si合金中的强化机制分析 |
| 3.4.2.2 时效析出早期的强化机制分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 电流时效处理对Si均匀析出行为的影响 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验方案 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 电脉冲处理对Si析出的影响 |
| 4.3.1.1 室温空气环境中电脉冲时效处理的Si析出特点 |
| 4.3.1.2 液氮环境下电脉冲时效处理的Si析出特点 |
| 4.3.1.3 电脉冲时效处理对合金力学性能的影响 |
| 4.3.2 直流电处理对Si析出的影响 |
| 4.3.2.1 直流电时效处理的Si析出特点 |
| 4.3.2.2 直流电时效处理对合金力学性能的影响 |
| 4.4 分析和讨论 |
| 4.4.1 电脉冲与直流电时效处理的对比 |
| 4.4.1.1 析出Si颗粒的形貌与分布 |
| 4.4.1.2 析出早期的力学性能 |
| 4.4.1.3 电流处理的输入能量对比 |
| 4.4.1.4 小结 |
| 4.4.2 电流时效与传统时效处理中Si析出的对比 |
| 4.4.3 电流的各种物理效应对Si快速析出的影响 |
| 4.4.3.1 宏观热效应 |
| 4.4.3.2 非宏观热效应 |
| 4.4.3.3 选择性加热效应 |
| 4.4.3.4 小结 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 电子束辐照下早期Si析出的动态TEM观察与研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验方案 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 电子束辐照作用下的析出动力学 |
| 5.3.2 电子束辐照作用下的析出结构分析 |
| 5.3.3 初始状态对于辐照Si析出行为的影响 |
| 5.4 分析和讨论 |
| 5.4.1 电子束的能量分析 |
| 5.4.1.1 电子束辐照对局部温度的影响 |
| 5.4.1.2 电子束辐照离位损伤分析 |
| 5.4.2 电子束辐照作用下Si的析出机制 |
| 5.4.2.1 空位浓度的分析及其对析出的影响 |
| 5.4.2.2 位错环的产生及其对析出的影响 |
| 5.4.2.3 电子束辐照中Si析出结构的稳定性 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 课题研究的展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间论文和专利的发表情况 |
| 致谢 |
（2）强流脉冲电子束辐照球磨制备Al-Pb及Al-Zr涂层的微观结构与性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铝及铝合金和合金元素概述 |
| 1.2.1 铝及铝合金简介 |
| 1.2.2 铝及铝合金的特征 |
| 1.2.3 铝及铝合金的分类 |
| 1.2.4 铝及铝合金应用 |
| 1.2.5 合金元素的概述 |
| 1.3 非平衡态合金化技术 |
| 1.3.1 机械合金化 |
| 1.3.2 离子束加工技术 |
| 1.3.3 激光表面合金化 |
| 1.4 强流脉冲电子束 |
| 1.4.1 强流脉冲电子束的概述 |
| 1.4.2 强流脉冲电子束表面合金化及其发展现状 |
| 1.5 选题依据与主要研究内容 |
| 1.5.1 选题依据 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 实验材料、设备及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 合金化材料 |
| 2.1.3 球磨预置合金层 |
| 2.2 HCPEB实验设备与参数 |
| 2.2.1 实验设备 |
| 2.3 微观组织结构表征 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 扫描电镜及能谱分析 |
| 2.3.3 三维激光扫描显微镜 |
| 2.3.4 透射电镜微观组织观察 |
| 2.4 性能测试 |
| 2.4.1 显微硬度测试 |
| 2.4.2 摩擦磨损测试 |
| 2.4.3 电化学耐腐蚀性能 |
| 第三章 HCPEB作用下Al表面的Pb合金化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微观组织结构表征 |
| 3.2.1 HCPEB合金化前后粗糙度分析 |
| 3.2.2 HCPEB合金化前后表面形貌分析 |
| 3.2.3 HCPEB合金化前后截面形貌及能谱分析 |
| 3.2.4 HCPEB合金化后TEM分析 |
| 3.3 Al-Pb合金化层性能测试与分析 |
| 3.3.1 显微硬度分析 |
| 3.3.2 摩擦磨损性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 HCPEB作用下Al表面的Zr合金化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微观组织结构表征 |
| 4.2.1 HCPEB合金化前后XRD物相分析 |
| 4.2.2 HCPEB合金化前后表面形貌分析 |
| 4.2.3 HCPEB合金化前后表面粗糙度分析 |
| 4.2.4 HCPEB辐照后样品的截面扫描形貌及能谱分析 |
| 4.2.5 HCPEB合金化后TEM分析 |
| 4.3 Al-Zr合金层性能测试与分析 |
| 4.3.1 表面硬度分析 |
| 4.3.2 电化学性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文及其他科研成果 |
| 主持及参加的科研项目 |
（3）钛基/镍基材料脉冲电子束表面合金化及强化机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钛合金简介 |
| 1.2.1 钛合金的分类及发展 |
| 1.2.2 TC4钛合金简介 |
| 1.2.3 TC4钛合金的应用 |
| 1.3 镍及镍基合金概述 |
| 1.3.1 纯镍 |
| 1.3.2 镍铬(Ni-Cr)合金 |
| 1.3.3 镍钨(Ni-W)合金 |
| 1.3.4 镍锡(Ni-Sn)合金 |
| 1.4 表面合金化研究进展 |
| 1.4.1 机械合金化表面处理技术 |
| 1.4.2 等离子表面合金化 |
| 1.4.3 激光表面合金化 |
| 1.5 强流脉冲电子束(HCPEB)辐照技术 |
| 1.5.1 强流脉冲电子束技术研究进展 |
| 1.5.2 强流脉冲电子束合金化原理及现状 |
| 1.6 选题依据及研究内容 |
| 1.6.1 前期工作 |
| 1.6.2 选题依据 |
| 1.6.3 研究内容 |
| 2 实验材料、设备与样品表征手段 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 合金化材料 |
| 2.1.3 合金粉末预涂覆方法 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 强流脉冲电子束设备 |
| 2.2.2 球磨机 |
| 2.3 微观组织表征设备 |
| 2.4 表面性能测试设备 |
| 2.5 理论计算方法 |
| 2.5.1 量子力学方法简介 |
| 2.5.2 第一性原理 |
| 2.5.3 密度泛函理论 |
| 2.5.4 计算软件包简介 |
| 2.5.5 固溶强化的模拟计算 |
| 3 HCPEB作用下TC4合金表面Cr/Mo/Nb合金化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 HCPEB作用下TC4合金表面Cr合金化 |
| 3.2.1 XRD分析 |
| 3.2.2 表层微观形貌分析 |
| 3.2.3 表面显微硬度 |
| 3.2.4 表面摩擦磨损性能 |
| 3.2.5 电化学性能 |
| 3.3 HCPEB作用下TC4合金表面Mo合金化 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.2 表层微观形貌分析 |
| 3.3.3 表面显微硬度 |
| 3.3.4 表面摩擦磨损性能 |
| 3.3.5 电化学性能 |
| 3.4 HCPEB作用下TC4合金表面Nb合金化 |
| 3.4.1 XRD分析 |
| 3.4.2 表层微观形貌 |
| 3.4.3 表面显微硬度 |
| 3.4.4 电化学性能 |
| 3.5 TC4合金表面合金化讨论与总结 |
| 3.5.1 Cr_2Ti颗粒形成过程机制探讨 |
| 3.5.2 本章小结 |
| 4 HCPEB作用下Ni表面Cr/W/Sn合金化 |
| 4.1 HCPEB作用下Ni表面Cr合金化 |
| 4.1.1 XRD分析 |
| 4.1.2 表层微观形貌分析 |
| 4.1.3 TEM观察 |
| 4.1.4 表面显微硬度 |
| 4.1.5 摩擦磨损性能 |
| 4.1.6 电化学性能 |
| 4.2 HCPEB作用下Ni表面W合金化 |
| 4.2.1 XRD分析 |
| 4.2.2 表层微观形貌 |
| 4.2.3 TEM观察 |
| 4.2.4 表面显微硬度 |
| 4.2.5 摩擦磨损性能 |
| 4.2.6 电化学性能 |
| 4.3 HCPEB作用下Ni表面Sn合金化 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 固溶强化理论计算分析Ni表面合金化规律 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 VASP模拟计算Ni合金化层的固溶机制 |
| 5.2.1 计算参数及结构模型 |
| 5.2.2 计算结果与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 论文总结及展望 |
| 本论文的主要创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（4）1060/2A12异种铝合金电子束焊接气孔形成机制与控制措施（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 铝合金焊接气孔缺陷国内外研究现状 |
| 1.2.1 弧焊 |
| 1.2.2 激光焊 |
| 1.2.3 电子束焊接 |
| 1.3 焊接熔池流动模拟研究现状 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 第2章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 焊接设备及试验过程 |
| 2.2.1 焊接设备 |
| 2.2.2 试验过程 |
| 2.3 分析测试方法 |
| 2.4 流场模拟数值计算方法 |
| 第3章 工艺参数对1060/2A12 铝合金接头气孔缺陷的影响 |
| 3.1 铝合金电子束焊缝气孔特征 |
| 3.1.1 冶金特征型气孔 |
| 3.1.2 工艺特征型气孔 |
| 3.2 束流对接头气孔缺陷的影响 |
| 3.3 速度对接头气孔缺陷的影响 |
| 3.4 扫描和偏束对接头气孔缺陷的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 1060及2A12 铝合金电子束焊接熔池流动及气孔行为研究 |
| 4.1 电子束焊接流场模型建立 |
| 4.1.1 基本假设 |
| 4.1.2 控制方程 |
| 4.1.3 网格划分及边界条件 |
| 4.1.4 热源模型选择 |
| 4.1.5 材料热物理参数 |
| 4.1.6 空化势模型及气泡模型 |
| 4.2 母材对接头缺陷的影响及其机理 |
| 4.2.1 母材对接头表面成形及下塌缺陷的影响 |
| 4.2.2 母材对焊缝气孔缺陷的影响 |
| 4.2.3 母材对熔池流动行为的影响 |
| 4.2.4 母材对空化势的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 1060/2A12 异种铝合金电子束焊接气孔形成机制与控制 |
| 5.1 铝合金电子束焊匙孔行为分析 |
| 5.2 熔透状态和束流对接头气孔缺陷的影响机制 |
| 5.2.1 熔透状态对冶金特征型气孔的影响机制 |
| 5.2.2 熔透状态对工艺特征型气孔的影响机制 |
| 5.3 速度对铝合金接头气孔缺陷的影响机制 |
| 5.4 接头气孔缺陷控制 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）强流脉冲电子束作用下铝基互不固溶元素表面合金化及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 合金化概述 |
| 1.2.1 固溶体 |
| 1.2.2 固溶体的性能 |
| 1.2.3 金属固溶体 |
| 1.2.4 互不相溶金属元素体系概述 |
| 1.3 远离平衡态加工方法 |
| 1.3.1 机械合金化 |
| 1.3.2 真空等离子注入技术 |
| 1.3.3 激光表面合金化 |
| 1.4 强流脉冲电子束 |
| 1.5 铝及铝合金和合金元素简介 |
| 1.5.1 铝及铝合金简介 |
| 1.5.2 合金元素简介 |
| 1.6 耐腐蚀性能研究概况 |
| 1.6.1 腐蚀电化学研究方法概述 |
| 1.6.2 铝合金腐蚀性能研究现状概述 |
| 1.7 选题依据与主要研究内容 |
| 1.7.1 选题依据 |
| 1.7.2 主要研究内容 |
| 第二章 实验设备及检测手段 |
| 2.1 实验装置系统及参数 |
| 2.2 合金粉末预置方式 |
| 2.3 样品表征手段 |
| 2.3.1 XRD物相分析 |
| 2.3.2 金相显微分析 |
| 2.3.3 扫面电子显微镜观察和分析 |
| 2.3.4 透射电子显微镜观察和分析 |
| 2.4 性能测试 |
| 2.4.1 表面显微硬度测试 |
| 2.4.2 电化学耐腐蚀性能 |
| 第三章 HCPEB作用下Al-W合金化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料及方法 |
| 3.3 实验表征结果与分析 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.2 表面微观结构 |
| 3.4 合金层性能测试与分析 |
| 3.4.1 表面硬度 |
| 3.4.2 电化学耐腐蚀性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 HCPEB作用下Al-Mo合金化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料及方法 |
| 4.3 实验表征结果与分析 |
| 4.3.1 XRD分析 |
| 4.3.2 表面微观结构 |
| 4.4 合金层性能测试与分析 |
| 4.4.1 表面显微硬度 |
| 4.4.2 电化学腐蚀性能及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表论文情况 |
（6）电脉冲对变形纯铝微观结构的影响及其作用机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1. 引言 |
| 1.2. 电脉冲在材料微观结构调控和辅助成型方面的应用 |
| 1.2.1. 电脉冲微观结构调控 |
| 1.2.2. 电脉冲辅助成型 |
| 1.3. 电脉冲作用于材料的物理效应 |
| 1.3.1. 焦耳热效应 |
| 1.3.2. 电效应 |
| 1.3.3. 磁效应 |
| 1.3.4. 力效应 |
| 1.4. 电脉冲对纯金属微观结构的作用机理 |
| 1.4.1. 电子风理论 |
| 1.4.2. 位错迁移率促进唯象理论 |
| 1.4.3. 磁场解钉理论 |
| 1.4.4. 选择性加热理论 |
| 1.5. 课题研究的背景意义及主要研究内容 |
| 1.5.1. 研究背景和意义 |
| 1.5.2. 研究内容 |
| 1.5.3. 研究方案 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1. 实验材料 |
| 2.1.1. 纯铝原材料的选择 |
| 2.1.2. 变形态纯铝的制备 |
| 2.1.3. 回复和再结晶态纯铝的制备 |
| 2.2. 电脉冲处理 |
| 2.3. 微观结构表征 |
| 2.3.1. TEM |
| 2.3.2. EBSD |
| 2.3.3. 准原位TEM和 EBSD |
| 第三章 电脉冲对变形纯铝回复行为的影响 |
| 3.1. 引言 |
| 3.2. 实验方案 |
| 3.3. 实验结果 |
| 3.3.1. 电脉冲对变形纯铝晶界和位错结构的影响 |
| 3.3.1.1. 变形纯铝的晶界和位错结构 |
| 3.3.1.2. 变形纯铝的晶粒度随脉冲电流的演化 |
| 3.3.1.3. 变形纯铝的位错结构随脉冲电流的演化 |
| 3.3.2. 电脉冲和热处理对变形纯铝晶界和位错结构影响的对比 |
| 3.3.3. 电脉冲对退火态纯铝晶界和位错结构的影响 |
| 3.3.3.1. 电脉冲对回复态纯铝的晶界和位错结构影响 |
| 3.3.3.2. 电脉冲对完全再结晶态纯铝晶界和位错结构的影响 |
| 3.4. 分析和讨论 |
| 3.4.1. 电脉冲对变形纯铝回复动力学和热力学的影响 |
| 3.4.1.1. 电脉冲对变形纯铝回复动力学的影响 |
| 3.4.1.2. 电脉冲对变形纯铝回复热力学的影响 |
| 3.4.2. 电脉冲影响变形纯铝回复过程的物理效应 |
| 3.4.2.1. 宏观热效应 |
| 3.4.2.2. 非宏观热效应 |
| 3.4.3. 电脉冲对变形纯铝回复过程的影响在其它材料中的适用性 |
| 3.5. 本章小结 |
| 第四章 电脉冲对变形纯铝再结晶行为的影响 |
| 4.1. 引言 |
| 4.2. 实验方案 |
| 4.3. 实验结果 |
| 4.3.1. 电脉冲对变形纯铝在再结晶过程中微观结构演化的影响 |
| 4.3.1.1. 变形纯铝的织构 |
| 4.3.1.2. 电脉冲和热处理作用下再结晶微观结构演化的对比 |
| 4.3.1.3. 电脉冲和热处理导致的再结晶微观结构的对比 |
| 4.3.3. 电脉冲对完全再结晶态纯铝晶界迁移的影响 |
| 4.4. 分析和讨论 |
| 4.4.1. 电脉冲对变形纯铝再结晶动力学和热力学的影响 |
| 4.4.1.1. 电脉冲对变形纯铝再结晶动力学的影响 |
| 4.4.1.2. 电脉冲对变形纯铝再结晶热力学的影响 |
| 4.4.2. 电脉冲导致变形纯铝再结晶的物理效应 |
| 4.4.2.1. 宏观热效应 |
| 4.4.2.2. 非宏观热效应 |
| 4.4.3. 电脉冲致变形纯铝再结晶的高效性 |
| 4.5. 本章小结 |
| 第五章 电脉冲作用下变形纯铝位错滑移行为的研究 |
| 5.1. 引言 |
| 5.2. 实验方案 |
| 5.3. 实验结果 |
| 5.3.1. 回复过程中纯铝位错的滑移行为 |
| 5.3.1.1. 八面体晶面的位错滑移 |
| 5.3.1.2. 非八面体晶面的位错滑移 |
| 5.3.2. 再结晶过程中纯铝位错的滑移行为 |
| 5.3.2.1. 八面体晶面和低指数非八面体晶面的位错交滑移 |
| 5.3.2.2. 八面体晶面和高指数非八面体晶面的位错交滑移 |
| 5.4. 分析和讨论 |
| 5.4.1. 电脉冲导致位错非八面体滑移的物理效应 |
| 5.4.1.1. 宏观热效应 |
| 5.4.1.2. 非宏观热效应 |
| 5.4.2. 位错非八面体滑移的起源和特征 |
| 5.4.3. 位错非八面体滑移对材料微观结构演化的影响 |
| 5.5. 本章小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 6.1. 主要结论 |
| 6.2. 主要创新点 |
| 6.3. 课题研究的展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间论文发表情况 |
| 致谢 |
（7）过共晶铝硅合金的（电子束+稀土Nd）复合表面改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 过共晶铝硅合金组织 |
| 1.2.1 过共晶铝硅合金组织特征 |
| 1.2.2 过共晶铝硅合金硅相形态 |
| 1.2.3 过共晶铝硅合金性能 |
| 1.3 过共晶铝硅合金应用现状及存在问题 |
| 1.4 过共晶铝硅合金性能强化的主要途径 |
| 1.4.1 化学变质处理 |
| 1.4.2 熔体处理法 |
| 1.4.3 动力学细化法 |
| 1.4.4 快速凝固法 |
| 1.5 强流脉冲电子束(HCPEB) |
| 1.5.1 强流脉冲电子束的发展历史 |
| 1.5.2 HCPEB表面改性特点 |
| 1.5.3 纯铝及其合金HCPEB表面改性研究进展 |
| 1.5.4 HCPEB表面改性技术的存在问题 |
| 1.6 本文研究目的及内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 过共晶铝硅合金的制备和强流脉冲电子束装置 |
| 2.1 实验主要原料 |
| 2.2 过共晶铝硅合金的制备 |
| 2.3 强流脉冲电子束(HCPEB)改性装置 |
| 2.3.1 装置组成 |
| 2.3.2 工作原理 |
| 2.3.3 工艺参数 |
| 2.4 强流脉冲电子束表面改性处理 |
| 2.4.1 实验流程图 |
| 2.4.2 电子束处理前的样品制备 |
| 2.4.3 电子束表面改性处理过程 |
| 2.5 分析检测方法 |
| 2.5.1 微观组织分析方法 |
| 2.5.2 性能测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 强流脉冲电子束改性过共晶Al-17.5Si合金表面的微观组织形貌 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 强流脉冲电子束改性前后未添加稀土Nd的过共晶Al-17.5Si合金表面形貌 |
| 3.3 强流脉冲电子束改性后过共晶Al-17.5Si合金表面晕圈组织的演化 |
| 3.4 强流脉冲电子束改性前后过共晶Al-17.5Si合金表面微裂纹的定点分析 |
| 3.5 强流脉冲电子束改性前后过共晶Al-17.5Si合金表面残余应力分析 |
| 3.6 强流脉冲电子束改性后合金表面形成的熔坑结构与微裂纹的关系 |
| 3.7 强流脉冲电子束改性前后过共晶Al-17.5Si合金表面XRD分析 |
| 3.8 强流脉冲电子束改性后过共晶Al-17.5Si合金截面组织研究 |
| 3.8.1 强流脉冲电子束改性后过共晶Al-17.5Si合金重熔层形貌特征 |
| 3.8.2 强流脉冲电子束改性后过共晶Al-17.5Si合金重熔层元素分布 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 稀土Nd对强流脉冲电子束改性Al-17.5Si合金表面微观组织的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 强流脉冲电子束改性前后添加稀土Nd的过共晶Al-17.5Si合金表面形貌 |
| 4.3 强流脉冲电子束改性前后添加稀土Nd合金表面微裂纹的定点分析 |
| 4.4 强流脉冲电子束改性前后过共晶Al-17.5Si-0.3Nd合金表面残余应力分析 |
| 4.5 熔坑结构的消除机理 |
| 4.6 强流脉冲电子束改性前后Al-17.5Si-0.3Nd合金表面XRD分析 |
| 4.7 强流脉冲电子束诱发合金表层亚稳态结构的形成 |
| 4.7.1 位错缠结的形成 |
| 4.7.2 非晶氧化铝的形成 |
| 4.7.3 纳米初生硅相的形成 |
| 4.7.4 纳米共晶硅相的形成 |
| 4.7.5 纳米Al胞状结构及细小纳米硅晶粒的形成 |
| 4.8 强流脉冲电子束改性前后过共晶Al-17.5Si-0.3Nd合金截面的形貌 |
| 4.8.1 强流脉冲电子束改性后过共晶Al-17.5Si-0.3Nd合金重熔层形貌特征 |
| 4.8.2 强流脉冲电子束改性后过共晶Al-17.5Si-0.3Nd合金重熔层元素分布 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 强流脉冲电子束处理对过共晶铝硅合金表面性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 合金表面及截面硬度分析 |
| 5.2.1 维氏硬度的国际单位制换算 |
| 5.2.2 合金表面显微硬度分析 |
| 5.2.3 合金截面显微硬度分析 |
| 5.3 合金表面的耐腐蚀性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和科研情况 |
| 创新点 |
| 致谢 |
（8）强流脉冲电子束处理50BA及30SiMn2MoVA高强钢的显微组织及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 强流脉冲电子束概述 |
| 1.2.1 强流脉冲电子束的发展历程 |
| 1.2.2 强流脉冲电子束表面改性技术与其他高能束的比较 |
| 1.2.2.1 激光束表面改性技术 |
| 1.2.2.2 离子束表面改性技术 |
| 1.2.3 与传统热处理工艺的比较 |
| 1.2.4 电子束表面改性存在的问题 |
| 1.3 强流脉冲电子束表面改性技术的分类 |
| 1.3.1 按照改性效果的分类 |
| 1.3.2 按照能量注入方式的分类 |
| 1.4 强流脉冲电子束表面改性技术的研究现状 |
| 1.4.1 强流脉冲电子束直接表面改性研究 |
| 1.4.2 强流脉冲电子束表面合金化研究 |
| 1.4.3 强流脉冲电子束表面改性数值模拟研究 |
| 1.5 本文的研究目的、内容和技术路线 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 技术路线 |
| 2 强流脉冲电子束设备 |
| 2.1 RITM-2M型强流脉冲电子束设备 |
| 2.2 强流脉冲电子束与材料的作用机理 |
| 2.2.1 电子束与固体的相互作用 |
| 2.2.2 电子束能量的损失与射程的关系 |
| 2.2.3 电子束的电子在靶材中的射程 |
| 2.2.4 电子束能量在靶材中的分配 |
| 3 实验材料、试样制备及分析测试方法 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.2 试样制备 |
| 3.3 分析测试方法 |
| 3.3.1 强流脉冲电子束处理参数设定 |
| 3.3.2 金相分析 |
| 3.3.3 表截面形貌和相结构观察 |
| 3.3.4 显微硬度测试 |
| 3.3.5 摩擦磨损性能测试 |
| 3.3.6 耐蚀性能测试 |
| 4 强流脉冲电子束处理 50BA高强钢的显微组织及性能研究 |
| 4.1 HCPEB对 50BA高强钢形貌及组织的影响 |
| 4.1.1 原始试样表面金相组织 |
| 4.1.2 50BA高强钢表面形貌形貌分析 |
| 4.1.3 HCPEB对 50BA高强钢表面组织的影响 |
| 4.1.4 50BA高强钢截面形貌分析 |
| 4.1.5 XRD分析 |
| 4.2 HCPEB对 50BA高强钢性能的影响 |
| 4.2.1 表面硬度 |
| 4.2.2 摩擦磨损性能 |
| 4.2.3 耐腐蚀性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 强流脉冲电子束处理 30SiMn2MoVA高强钢的显微组织及性能研究 |
| 5.1 HCPEB对 30SiMn2MoVA高强钢形貌及组织的影响 |
| 5.1.1 原始试样表面金相组织 |
| 5.1.2 30SiMn2MoVA高强钢表面形貌分析 |
| 5.1.3 HCPEB对 30SiMn2MoVA高强钢表面组织的影响 |
| 5.1.4 30SiMn2MoVA高强钢截面形貌分析 |
| 5.1.5 XRD分析 |
| 5.2 HCPEB对 30SiMn2MoVA高强钢性能的影响 |
| 5.2.1 表面硬度 |
| 5.2.2 摩擦磨损性能 |
| 5.2.3 耐腐蚀性能 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
（9）强流脉冲电子束处理对过共晶铝硅合金表面微观组织及性能影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 过共晶铝硅合金 |
| 1.2.1 过共晶铝硅合金组织特征 |
| 1.2.2 过共晶铝硅合金硅相形态 |
| 1.2.3 过共晶铝硅合金性能特点 |
| 1.3 过共晶铝硅合金应用现状及存在问题 |
| 1.3.1 应用现状 |
| 1.3.2 存在问题 |
| 1.4 过共晶铝硅合金性能强化的主要途径 |
| 1.4.1 细化变质处理 |
| 1.4.2 半固态搅拌 |
| 1.4.3 快速凝固工艺 |
| 1.5 电子束表面改性技术 |
| 1.5.1 电子束表面改性的优势所在 |
| 1.5.2 电子束表面改性技术的分类 |
| 1.5.3 电子束表面改性的应用现状 |
| 1.6 强流脉冲电子束(HCPEB) |
| 1.6.1 HCPEB表面改性特点 |
| 1.6.2 纯铝及其合金HCPEB表面改性研究进展 |
| 1.7 本文研究目的及内容 |
| 1.7.1 研究目的 |
| 1.7.2 研究内容 |
| 第2章 实验方法与过程 |
| 2.1 实验原材料及过共晶铝硅合金成分的选择 |
| 2.2 过共晶铝硅合金的制备工艺 |
| 2.2.1 基本原理 |
| 2.2.2 熔炼设备 |
| 2.2.3 制备过程 |
| 2.2.4 去气精炼 |
| 2.3 强流脉冲电子束(HCPEB)改性装置 |
| 2.3.1 改性装置组成 |
| 2.3.2 工作原理 |
| 2.3.3 工艺参数 |
| 2.3.4 装置测试 |
| 2.4 强流脉冲电子束表面改性处理 |
| 2.4.1 实验流程图 |
| 2.4.2 电子束处理前的样品准备 |
| 2.4.3 电子束表面改性处理过程 |
| 2.5 分析检测方法 |
| 2.5.1 微观组织分析方法 |
| 2.5.2 性能测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 强流脉冲电子束作用下过共晶铝硅合金表面形貌及微观组织 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 原始组织形貌 |
| 3.3 HCPEB处理后初生硅特征形貌 |
| 3.3.1 典型“晕圈”结构 |
| 3.3.2 “晕圈”结构成分分析 |
| 3.3.3 “晕圈”结构形成机理 |
| 3.4 改性表面铝基体形貌 |
| 3.4.1 纯Al颗粒形貌与分布 |
| 3.4.2 α(Al)枝晶细化 |
| 3.5 合金表面XRD分析 |
| 3.5.1 衍射峰的宽化及偏移 |
| 3.5.2 择优取向 |
| 3.6 HCPEB处理后合金截面组织研究 |
| 3.6.1 重熔层形貌特征 |
| 3.6.2 重熔层元素分布 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 强流脉冲电子束诱发合金表层亚稳态结构的形成 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 原始组织TEM显微观察 |
| 4.3 纳米硅 |
| 4.3.1 合金表层游离存在的纳米硅晶粒 |
| 4.3.2 合金表层析出的细小纳米硅晶粒 |
| 4.4 过饱和固溶体 |
| 4.4.1 铝硅置换固溶体 |
| 4.4.2 过饱和固溶体形成及固溶度计算 |
| 4.4.3 硅在铝中的过饱和固溶行为 |
| 4.5 非晶态固体 |
| 4.5.1 非晶氧化铝 |
| 4.5.2 非晶硅 |
| 4.6 铝基体位错结构 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 强流脉冲电子束处理对过共晶铝硅合金表面性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 合金表面及截面硬度分析 |
| 5.2.1 维氏硬度测试原理及单位换算 |
| 5.2.2 合金表面显微硬度分析 |
| 5.2.3 合金截面显微硬度分析 |
| 5.3 合金表面摩擦磨损性能分析 |
| 5.3.1 磨损量变化 |
| 5.3.2 摩擦系数分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 创新点 |
| 致谢 |
（10）4Cr13不锈钢强流脉冲电子束表面处理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 强流脉冲电子束表面处理技术概述 |
| 1.1.1 强流脉冲电子束的发展历史 |
| 1.1.2 强流脉冲电子束表面改性技术分类及特点 |
| 1.1.3 强流脉冲电子束表面处理研究现状 |
| 1.2 马氏体不锈钢表面处理 |
| 1.2.1 马氏体不锈钢种类及应用 |
| 1.2.2 马氏体不锈钢的耐腐蚀性能 |
| 1.2.3 马氏体不锈钢表面处理工艺 |
| 1.3 本工作的意义与内容 |
| 1.3.1 研究的意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 第2章 设备构造及性能参数 |
| 2.1 设备组成 |
| 2.2 束源构造 |
| 2.3 设备参数 |
| 第3章 强流脉冲电子束辐照 4Cr13 不锈钢组织结构 |
| 3.1 试验材料与方法 |
| 3.2 表面形貌 |
| 3.2.1 原始组织与形貌 |
| 3.2.2 工艺参数对表面形貌的影响 |
| 3.2.3 预处理对表面形貌的影响 |
| 3.2.4 表面形貌沿束斑半径方向变化 |
| 3.2.5 特殊形貌及微区成分变化讨论 |
| 3.3 截面组织特征 |
| 3.3.1 截面组织随工艺参数变化规律 |
| 3.3.2 截面组织SEM 分析 |
| 3.4 表层X-ray 分析 |
| 3.4.1 原始试样物相分析 |
| 3.4.2 短脉间处理试样X-ray 分析 |
| 3.4.3 宽脉间处理试样X-ray 分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 强流脉冲电子束辐照4Cr13不锈钢表面性能与改性机制 |
| 4.1 粗糙度与显微硬度试验 |
| 4.1.1 试样制备及表面处理 |
| 4.1.2 性能表征 |
| 4.2 表面粗糙度 |
| 4.3 表层硬度分析 |
| 4.3.1 表面硬度随工艺参数的变化 |
| 4.3.2 表面硬度的分布规律 |
| 4.3.3 表面强化机制讨论 |
| 4.3.4 截面硬度 |
| 4.4 表面耐腐蚀性能分析 |
| 4.4.1 试验设计及测试方法 |
| 4.4.2 电化学腐蚀结果 |
| 4.4.3 腐蚀后试样的表面形貌 |
| 4.5 表面摩擦磨损性能分析 |
| 4.5.1 试验设计及测试方法 |
| 4.5.2 摩擦系数 |
| 4.5.3 磨损质量和相对耐磨性 |
| 4.5.4 磨损后的表面形貌 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 脉冲电子束处理40Cr 钢表面组织及空蚀性能 |
| 5.1 试验材料和方法 |
| 5.1.1 试样准备 |
| 5.1.2 表面处理 |
| 5.1.3 分析表征 |
| 5.2 表面微区形貌与显微硬度 |
| 5.3 表层 X-ray 相分析 |
| 5.4 截面组织分析 |
| 5.5 耐空蚀性能 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、纯铝脉冲电子束表面强化研究（论文参考文献）
- [1]Al-1%Si合金中第二相Si析出的调控机理及其对力学性能的影响[D]. 颜家维. 上海交通大学, 2020
- [2]强流脉冲电子束辐照球磨制备Al-Pb及Al-Zr涂层的微观结构与性能[D]. 田娜娜. 江苏大学, 2020
- [3]钛基/镍基材料脉冲电子束表面合金化及强化机制研究[D]. 张凌燕. 南京理工大学, 2019(01)
- [4]1060/2A12异种铝合金电子束焊接气孔形成机制与控制措施[D]. 程增赐. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [5]强流脉冲电子束作用下铝基互不固溶元素表面合金化及性能研究[D]. 张远望. 江苏大学, 2017(01)
- [6]电脉冲对变形纯铝微观结构的影响及其作用机理[D]. 李威. 上海交通大学, 2016(03)
- [7]过共晶铝硅合金的（电子束+稀土Nd）复合表面改性研究[D]. 胡亮. 东北大学, 2016(07)
- [8]强流脉冲电子束处理50BA及30SiMn2MoVA高强钢的显微组织及性能研究[D]. 宋小放. 重庆理工大学, 2015(02)
- [9]强流脉冲电子束处理对过共晶铝硅合金表面微观组织及性能影响研究[D]. 郝仪. 东北大学, 2012(07)
- [10]4Cr13不锈钢强流脉冲电子束表面处理[D]. 易贇. 沈阳理工大学, 2011(12)