強(qiáng)流脈沖電子束處理模具鋼SKD11的形貌和性能研究.pdf

1、本文利用“Nadezhda-2”型強(qiáng)流脈沖電子束裝置處理模具鋼SKD11，分析強(qiáng)流脈沖電子束處理產(chǎn)生的表面形貌和微觀組織變化及其對(duì)材料表面性能的影響，以提高其使用壽命。 研究表明，模具鋼SKD11富集(Cr,Fe)vC3型碳化物，它與材料基體的熱物理性能存在顯著差異，強(qiáng)流脈沖電子束處理會(huì)引發(fā)碳化物的熔體噴發(fā)，這是處理該材料時(shí)形成表面熔坑的主要原因。經(jīng)強(qiáng)流脈沖電子束不同工藝參數(shù)處理，樣品表面的熔坑分布呈現(xiàn)以下規(guī)律：在相同加速電壓下

2、，熔坑面密度隨脈沖處理次數(shù)的增加而減少，而熔坑平均尺寸呈現(xiàn)先隨脈沖次數(shù)增加到最大值而后減小的趨勢(shì)；對(duì)于相同處理次數(shù)時(shí)，使用高加速電壓的樣品表面形成的熔坑面密度較低，而且要比低電壓更快的進(jìn)入到平穩(wěn)階段。表面粗糙度呈現(xiàn)隨脈沖次數(shù)增加而降低的現(xiàn)象。 在強(qiáng)流脈沖電子束處理時(shí)，SKD11樣品表層碳化物經(jīng)過(guò)熔坑噴發(fā)和液相溶解擴(kuò)散等過(guò)程，原始形態(tài)各異、顆粒粗大、分布不均勻的碳化物會(huì)變得圓潤(rùn)、細(xì)小、分布均勻；表面的Cr、C元素成分均勻化。此外，

3、基體鐵素體組織被瞬時(shí)加熱到奧氏體溫度以上，在極快速冷卻時(shí)，高溫態(tài)的奧氏體組織會(huì)保留到常溫狀態(tài)，并且冷卻時(shí)碳化物固溶于奧氏體中，形成高奧氏體含量的重熔組織；隨著脈沖次數(shù)的增加，鐵素體和碳化物含量不斷降低，而奧氏體的含量逐步增加；經(jīng)15次脈沖轟擊后，奧氏體的含量達(dá)到最大，鐵素體完全轉(zhuǎn)化成奧氏體；使用更多脈沖次數(shù)處理時(shí)，由于多脈沖的熱量累積導(dǎo)致熱影響區(qū)的溫度與表層相差不大，使表層冷卻速度減慢，鐵素體得以再次析出，而奧氏體含量也會(huì)相應(yīng)地降低。