回火对HCPEB辐照45钢表层组织与性能的影响

摘要

为了改善45钢表面耐磨耐蚀性能，本文采用HCPEB对45钢表面进行辐照，再对辐照后的45钢进行回火处理。通过研究HCPEB对45钢表面组织与力学性能的影响，探讨了回火处理对HCPEB辐照后的45钢表面显微组织和表面硬度的影响，阐明了回火处理对HCPEB辐照45钢的耐磨及耐蚀性能的影响规律。
　　研究结果表明，辐照后的45钢表面形成4-5μm厚的重熔层；随着能量密度或者辐照次数的增大，45钢表面形成的熔坑数量先增多后减少；同时随着能量密度或者辐照次数的增大，45钢表面残余奥氏体含量增加，其主要原因是45钢表面辐照结束时极速降温使得马氏体转变中断。随着辐照次数或者能量密度增大，45钢表面的耐磨性能先降低后提升；而随着辐照次数或者能量密度增大，45表面耐腐蚀性能上升，主要是由于辐照使得表面的碳化物溶解，阻碍点蚀的形成。
　　随着回火温度的升高，45钢表面的重熔层逐渐消失。4.9%残余奥氏体的45钢，随着回火温度的升高，表面硬度先上升再下降，在回火温度为200℃时表面硬度达到最大值，主要是因为200℃时表面的残余奥氏体几乎全部溶解，使表面硬度增大。对于19.9%残余奥氏体的45钢，回火温度为200℃时表面硬度达到最小值，这主要是由于回火使辐照产生的内应力逐渐减少，以及对位错的消除，同时生成回火马氏体；而回火温度为300℃时，表面硬度达到最大值，这主要是由于45钢表面的残余奥氏体全部分解。
　　含4.7%残余奥氏体的45钢，经过150℃回火后的表面耐磨性能与未经回火的相比磨损率增加，耐磨性能变差；当回火温度升高至200℃时，磨损率减小，耐磨性能提高，这主要是由于大部分残余奥氏体分解；随着回火温度的继续升高，磨损率先增大后减小。含19.9%残余奥氏体的45钢，经过150℃回火后的表面耐磨性能与未经过回火的相比磨损率增加，耐磨性能变差；随着回火温度继续升高至300℃，磨损率下降，在回火温度为300℃时磨损率达到最小值，此时耐磨性能最佳，这主要是由于大部分残余奥氏体分解；当回火温度为400℃，磨损率增大，耐磨性能变差。含4.7%残余奥氏体的45钢，经过回火后的表面耐腐蚀性能比未经过回火的耐腐蚀性能整体变差，这主要由于回火后表面有碳化物析出；而回火温度为200℃时，45钢表面的耐腐蚀性能得到改善。含19.9%残余奥氏体的45钢，随着回火温度的升高，表面耐腐蚀性能先提升后下降，在回火温度为300℃时，耐腐蚀性能最佳。

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 钢铁表面处理工艺

1.3 HCPEB的特点

1.4 HCPEB对钢表面处理的研究现状

1.5本文的研究内容

第二章 实验材料及方法

2.1 实验材料

2.2 强流脉冲电子束实验装置

2.3 HCPEB辐照

2.4 回火处理

2.5 分析方法

第三章 HCPEB对45钢表面组织与力学性能的影响

3.1 引言

3.2 HCPEB对45钢表面形貌的影响

3.3 HCPEB对45钢截面重熔层的影响

3.4 HCPEB对45钢表面相组成的影响

3.5 HCPEB对45钢表面硬度的影响

3.6 45钢经HCPEB辐照对耐磨性能的影响

3.7 45钢经HCPEB辐照对耐蚀性能的影响

3.8本章小结

第四章 回火处理对HCPEB辐照45钢显微组织和表面硬度的影响

4.1 引言

4.2 含4.7%残余奥氏体重熔层的回火后的显微组织和硬度

4.3 含19.9%残余奥氏体重熔层的回火后的显微组织和硬度

第五章 回火处理对HCPEB辐照45钢后的耐磨及耐蚀性能的影响

5.1 引言

5.2 回火处理45钢表面经HCPEB辐照耐磨性能的影响

5.3回火处理对经HCPEB辐照的45钢表面耐蚀性能的影响

5.4本章小结

第六章 结 论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文