1、鎂合金是一種能夠滿足輕量化要求、極具發(fā)展?jié)撃艿摹熬G色工程材料”,而較差的表面性能極大限制了其在工程中的應(yīng)用范圍。本課題嘗試采用強(qiáng)流脈沖電子束對(duì)鎂合金表面進(jìn)行改性處理,考察處理后的鎂合金試樣表面形貌及性能。
　　建立了脈沖電子束流改性過(guò)程的動(dòng)態(tài)溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)物理模型,利用有限元軟件模擬分析了脈沖電子束流輻照純鎂過(guò)程的溫度場(chǎng)演化,得出了純鎂在能量為25KeV的單次脈沖電子束流的轟擊下,材料表層約有13μm被熔化,表面能達(dá)到的最高溫度約為1

2、130℃,脈沖電子束流對(duì)純鎂材料的加熱速率及冷卻速率分別為109℃/s和106℃/s,產(chǎn)生的熱影響區(qū)范圍在43μm左右。而后采用能量為25KeV的脈沖電子束流對(duì)純鎂及鎂合金材料進(jìn)行了脈沖次數(shù)分別為10、15和20次的輻照實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)脈沖電子束流的轟擊后,純鎂和AZ31鎂合金表面都形成了典型的“熔坑”形貌,且隨著脈沖次數(shù)的增加,表面熔坑的數(shù)目逐漸增多,宏觀表現(xiàn)為團(tuán)球狀向長(zhǎng)條胞狀的演化。結(jié)合模擬實(shí)驗(yàn)分析可知,熔坑的形成是由于照射過(guò)程中,次表層

3、材料溫度超過(guò)材料沸點(diǎn),發(fā)生汽化、沸騰,進(jìn)而氣泡由次表層噴發(fā)造成“火山噴發(fā)狀熔坑”。觀察輻照后的試樣截面形貌,可以看到明顯的重熔層,約為15μm,這與模擬的結(jié)果基本一致,而脈沖次數(shù)的增加對(duì)重熔層的深度無(wú)影響,重熔層與基材交界處有晶粒細(xì)化現(xiàn)象。XRD分析可知,照射后材料表面存在殘余應(yīng)力,應(yīng)力值超過(guò)了材料的屈服強(qiáng)度,為壓應(yīng)力,隨著脈沖次數(shù)的增加應(yīng)力值有一定提高。照射后,表面硬度純鎂提高了70％,AZ31鎂合金提高了20%;磨損體積減小;自腐蝕