m2高速钢高能束流表面改性的研究

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1、沈阳理工大学硕士学位论文摘要为了改善M2高速钢的表面强度和耐磨耐蚀性能，利用强流脉冲离子束（HIPIB）、电子束（HCPEB）对M2高速钢（W6Mo5Cr4V2）进行了表面改性处理，研究了M2高速钢表面改性处理前后表面层微观结构和性能(包括硬度，耐磨性及耐蚀性)的变化，分析了表面处理工艺参数对其改性层形貌、组织结构的影响规律，探讨了相结构变化对性能的影响。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、超微载荷显微硬度计、盐雾腐蚀和摩擦磨损试验机对HIPIB和HCPEB辐照处理前后的M2高速钢表面的相结构、形貌、显微硬度

2、、耐蚀性和耐磨性进行检测分析。结果表明：1.强流脉冲离子束、电子束辐照处理使M2高速钢表面强烈加热又快速冷却，产生表面淬火作用，导致碳化物溶解，马氏体溶碳量增大且晶粒细化或晶格畸变度增大，晶间出现残余奥氏体。辐照还使表面产生宏观残余应力，形成一些弥散分布的火山口状熔坑。随着脉冲次数的增加，在材料表面产生微区光化现象。2.经辐照处理后，在应力压缩波的作用下使M2高速钢表面的显微硬度深度达200～250µm的范围内有所提高，表面滑动摩擦系数降低，耐磨性显著提高。同时，由于残余奥氏体含量的增加，耐腐蚀性能也得到明显改善。3.辐照处

3、理工艺参数对M2高速钢表面重熔层有影响。经辐照处理后，近表面形成1～3µm厚的重熔层，晶粒较细，晶界模糊。随着脉冲次数和束流密度的增加，重熔层的厚度逐渐增加；关键词：强流脉冲离子束，强流脉冲电子束，表面改性，显微硬度，耐磨耐蚀性沈阳理工大学硕士学位论文AbstractInordertoimprovehardness、wearandcorrosionresistance,thesurfaceofM2high-Speedsteel(W6Mo5Cr4V2)wastreatedbyhighintensepulsedionbeam(H

4、IPIB)andhighcurrentpulsedelectronbeam(HCPEB).ThemicrostructureandProperties(includingmicro-hardness,wearandcorrosion)ofsurfacelayeronM2high-SpeedsteeltreatedbyHIPIBandHCPEBhavebeenstudiedsystematically.TheeffectoftechnicalParameteronthemorphologyandmicrostructureof

5、thetreatedlayeronM2high-Speedsteelhasbeenanalyzed，andtherelationshipbetweenmicrostructureandpropertieshasalsobeendiscussed.BeforeandafterHIPIBandHCPEBirradiationthestructureandmorphology,themicro-hardness,thecorrosionresistance,frictionandwearpropertiesweredetected

6、byX-raydiffraction(XRD),scanningelectronmicroscopy(SEM),ultralowloadmicro-hardnesstester,saltspraycorrosionandfrictionandweartestingmachine.Theexperimentalresultsshowthat：1.AfterHIPIBandHCPEBirradiation，thecarbidesinthesurfacelayerdissolved，thecarboncontentinmarten

7、siteincreased，themartensitegrainwererefinedorlatticedistortionoccurred，theresidualaustenitewasobtained,andsurfaceresidualcompressingstresswasformedbecauseoftheintensesurfacequenchingeffect.Withtheincreaseofthepulsesnumber，thesurfaceofthetargetsbecamesmoothing.2.Aft

8、erHIPIBandHCPEBirradiation，themicro-hardnesswasincreasedwithdepthof200～250µmonthesurfaceofM2high-Speedsteelduetothecompressstresswaveinducedbythe