不銹鋼電子束表面改性的研究(共13頁)

1、 不銹鋼電子束表面(biomin)改性的研究 學(xué)校(xuxio)： 專業(yè)：材料(cilio)成型及控制工程 班級(jí)： 110208 姓名: 學(xué)號(hào)： 20110664摘要(zhiyo)：電子束加工利用電子束的熱效應(yīng)可以對(duì)材料進(jìn)行(jnxng)表面熱處理、焊接、刻蝕、鉆孔、熔煉，或直接使材料升華，是一種完全不同于傳統(tǒng)機(jī)械加工的新工藝。利用電子束進(jìn)行表而熱改性處理是材料表面處理的一種新興技術(shù)。本文首先介紹了關(guān)于電子束表面改性的原理，發(fā)展，及應(yīng)用。重點(diǎn)介紹了電子束表面改性技術(shù)對(duì)不銹鋼的作用。在強(qiáng)流脈沖電子束作用下，316L不銹鋼表面(biomin)因MnS夾雜或界面過熱噴發(fā)而形成火山坑，MnS夾雜物是轟

2、擊過程中形成火山坑的核心.隨著轟擊次數(shù)的增加，表層中MnS夾雜物隨噴發(fā)而逐漸減少，實(shí)現(xiàn)了材料的表面選擇凈化.與此同時(shí)，在反復(fù)轟擊過程中，火山坑的密度隨轟擊次數(shù)減少，火山坑形態(tài)逐漸由心部有孔轉(zhuǎn)變?yōu)樾牟繜o孔，表面缺陷得以修復(fù).利用電子顯微鏡觀測(cè)形貌及組織結(jié)構(gòu)分析，并進(jìn)行了顯微硬度及磨損性能測(cè)試，結(jié)果表明，電子束轟擊處理后試樣的最表層發(fā)生熔化，晶粒明顯細(xì)化，表面重熔層厚度最厚處達(dá)到了10um左右。試樣次表層幾百微米范困內(nèi)都存在顯微硬度增加現(xiàn)象，試樣相對(duì)耐磨性也分別提高了。關(guān)鍵詞：電子束表面改性，不銹鋼，火山坑1.前言電子束加工技術(shù)簡(jiǎn)介【1】：電子束加工利用電子束的熱效應(yīng)可以對(duì)材料進(jìn)行表面熱處理、焊接

3、、刻蝕、鉆孔、熔煉，或直接使材料升華，是一種完全不同于傳統(tǒng)機(jī)械加工的新工藝。電子束曝光則是一種利用電子束輻射效應(yīng)的加工方法。作為加熱工具，電子束的特點(diǎn)是功率高和功率密度大，能在瞬間把能量傳給工件，電子束的參數(shù)和位置可以精確和迅速地調(diào)節(jié)，能用計(jì)算機(jī)控制并在無污染的真空中進(jìn)行加工。根據(jù)電子束功率密度和電子束與材料作用時(shí)間的不同，可以完成各種不同的加工。電子束加工包括焊接、打孔、熱處理、表面加工、熔煉、鍍膜、物理氣相沉積、雕刻以及電子束曝光等，其中電子束焊接是發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的一種電子束加工技術(shù)?！?】電子束加工的特點(diǎn)是功率密度大，能在瞬間將能量傳給工件，而且電子束的能量和位置可以用電磁場(chǎng)精確和

4、迅速地調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。因此，電子束加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于制造加工的許多領(lǐng)域，如航空、航天、電子、汽車、核工業(yè)等，是一種重要的加工方法。近年來，隨著電磁場(chǎng)控制技術(shù)的發(fā)展，并結(jié)合電子束在磁場(chǎng)中易控的特點(diǎn)，開發(fā)了一種新型的電子束加工方法快速掃描電子束加工技術(shù)。這種通過電磁場(chǎng)的控制實(shí)現(xiàn)電子束的快速偏轉(zhuǎn)掃描的方法越來越顯出其技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在航空航天制造領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用.3電子束技術(shù)是表面工程的一項(xiàng)重要的技術(shù)，也是較為先進(jìn)的一項(xiàng)技術(shù)。電子加工技術(shù)的應(yīng)用伴隨(bn su)著真空技術(shù)和電子光學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。1905年，MarcelloVonPiran利用電子束成功地熔化(rnghu)了像擔(dān)這樣的難熔

5、金屬。4但由于真空技術(shù)和電子光學(xué)(din z un xu)技術(shù)的滯后，該技術(shù)沒能得到進(jìn)一步的研究和應(yīng)用。由于20世紀(jì)20年代中期電子光學(xué)和30年代初真空技術(shù)得到迅速發(fā)展，電子束加工技術(shù)的先決條件基本形成。1938年，由于應(yīng)用了磁透鏡系統(tǒng)，電子束被聚焦并用來打孔和蒸發(fā)金屬，然而真空技術(shù)仍不成熟020世紀(jì)50年代由于核工程和航天工程的發(fā)展需要新材料，這就需要新的加工手段咖電子束焊接)滿足其加工要求。1957一1961年期間由于真空系統(tǒng)的完善，電子束技術(shù)被成功地用來焊接，從此電子束技術(shù)才真正用于工業(yè)生產(chǎn)中，直到1965年，利用電子束進(jìn)行熔化、焊接和鍍膜物理氣相沉積)的技術(shù)才發(fā)展成熟并得到很好的應(yīng)用。

6、隨著七、八十年代自動(dòng)控制技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種電子束加工技術(shù)和設(shè)備也迅速發(fā)展起來，圖11為其典型的工作部分示意圖。圖11電子束加工工作部分示意圖1一電子槍;2一真空(zhnkng)閥;3一真空泵系統(tǒng)(xtng);4一光學(xué)觀察(gunch)系統(tǒng);5一工作室;6一工件;7一高壓電源;8一調(diào)節(jié)線圈;9-磁透鏡;10一偏轉(zhuǎn)線圈;11一真空泵系統(tǒng)控制單元;12一操作面板。2.原理電子束加工的基本原理是：在真空中從灼熱的燈絲陰極發(fā)射出的電子，在高電壓(30200千伏)作用下被加速到很高的速度，通過電磁透鏡會(huì)聚成一束高功率密度（105109w/cm2）的電子束。當(dāng)沖擊到工件時(shí)，電子束的動(dòng)能立即轉(zhuǎn)變

7、成為熱能，產(chǎn)生出極高的溫度，足以使任何材料瞬時(shí)熔化、氣化，從而可進(jìn)行焊接、穿孔、刻槽和切割等加工。由于電子束和氣體分子碰撞時(shí)會(huì)產(chǎn)生能量損失和散射，因此，加工一般在真空中進(jìn)行。電子束加工機(jī)由產(chǎn)生電子束的電子槍、控制電子束的聚束線圈、使電子束掃描的偏轉(zhuǎn)線圈、電源系統(tǒng)和放置工件的真空室，以及觀察裝置等部分組成。先進(jìn)的電子束加工機(jī)采用計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置，對(duì)加工條件和加工操作進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)高精度的自動(dòng)化加工。電子束加工機(jī)的功率根據(jù)用途不同而有所不同，一般為幾千瓦至幾十千瓦。按照電子束加工所產(chǎn)生的效應(yīng)，可以將其分為兩大類：電子束熱效應(yīng)和電子束化學(xué)效應(yīng)。電子束熱效應(yīng)是將電子束的動(dòng)能在材料表面轉(zhuǎn)化成熱能，以實(shí)現(xiàn)

8、對(duì)材料的加工。電子由電子槍的陰極發(fā)出，通過聚束極匯聚成電子束，在電子槍的加速電場(chǎng)作用下，電子的速度被提高到接近或達(dá)到光速的一半，具有很高的動(dòng)能。電子束再經(jīng)過聚焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈的作用，匯聚成更細(xì)的束流。束斑的直徑為數(shù)微米至1mm，在特定應(yīng)用環(huán)境，束斑的直徑甚至可以小到幾十納米，其能量非常集中。電子束的功率密度可高達(dá)109W/mm2。當(dāng)電子束轟擊材料時(shí)，電子與金屬碰撞失去動(dòng)能，大部分能量轉(zhuǎn)化成熱能，使材料局部區(qū)域溫度急劇上升并且熔化,甚至氣化而被去除，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的加工。電子束化學(xué)效應(yīng)是利用電子束代替常規(guī)的紫外線照射抗蝕劑以實(shí)現(xiàn)曝光，其中包括1）掃描電子束曝光，用電子束按所需的圖形，以微機(jī)控制進(jìn)

9、行掃描曝光，其特點(diǎn)是圖形變換的靈活性好，分辨率高；2）投影電子束曝光，這是一種大面積曝光法，由光電陰極產(chǎn)生大面積平行束進(jìn)行曝光，其特點(diǎn)是效率高，但分辨率較差； 3）軟X射線曝光，軟X射線由電子束產(chǎn)生，是一種間接利用電子束的投影曝光法。3.電子束加工技術(shù)(jsh)特點(diǎn)電子束加工(ji gng)的主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）電子束能聚焦(jjio)成很小的斑點(diǎn)(直徑一般為0.010.05毫米)，且可控, 以用于精密加工適合于加工微小的圓孔、異形孔或槽；（2）功率密度高，能加工高熔點(diǎn)和難加工材料如鎢、鉬、不銹鋼、金剛石、藍(lán)寶石、水晶、玻璃、陶瓷和半導(dǎo)體材料等；（3）無機(jī)械接觸作用，無工具損耗問題；（4）加工速

10、度快，如在0.1毫米厚的不銹鋼板上穿微小孔每秒可達(dá)3000個(gè)，切割1毫米厚的鋼板速度可達(dá)240毫米分。（5）設(shè)備的使用具有高度靈活性,并可使用同一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行電子束焊接、表面改善處理和其他電子束加工;（6）電子束加工是在真空狀態(tài)下進(jìn)行,對(duì)環(huán)境幾乎沒有污染;（7）對(duì)于各種不同的被處理材料,其效率可高達(dá)75%98%,而所需的功率則較低;（8）能量的發(fā)生和供應(yīng)源可精確地靈活移動(dòng),并具有高的加工生產(chǎn)率;（9）可方便地控制能量束,實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化;其主要缺點(diǎn)有:（1）由于使用高電壓，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)X射線，必須采取相應(yīng)的安全措施；（2）需要在真空裝置中進(jìn)行加工；（3）設(shè)備造價(jià)高等。電子束加工對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的真空度要

11、求較高,使得電子束加工價(jià)格昂貴,一定程度上限制了其在生產(chǎn)中的應(yīng)用.。由于電子束流具有以上特點(diǎn),目前已被廣泛地應(yīng)用于高硬度、易氧化或韌性材料的微細(xì)小孔的打孔,復(fù)雜形狀的銑切,金屬材料的焊接、熔化和分割,表面淬硬、光刻和拋光,以及電子行業(yè)中的微型集成電路和超大規(guī)模集成電路等的精密微細(xì)加工中。隨著研究的不斷深入,電子束加工已成為高科技發(fā)展不可缺少的特種加工手段之一。4.電子束加工(ji gng)技術(shù)應(yīng)用電子束加工主要用在以下(yxi)幾個(gè)方面上：（1）電子束表面改性，電子束表面改性是利用電子束的加熱和熔化(rnghu)技術(shù)對(duì)材料進(jìn)行表面改性。例如電子束表面淬火，電子束表面熔凝，電子束表面合金化，電子

12、束表面熔覆和制造表面非晶態(tài)層。過改性后的材料表面組織結(jié)構(gòu)得到改善，強(qiáng)度和硬度得到大幅提高，耐腐蝕性和防水性也相應(yīng)地得到增強(qiáng)。（2）電子束物理氣相沉積，電子束物理氣相沉積(EBPVD)是電子束技術(shù)與物理氣相沉積技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，是利用高能電子轟擊沉積材料，使其迅速升溫氣化而凝聚在基體材料表面的一種表面加工工藝。根據(jù)沉積材料的性質(zhì)，可以使涂層具有優(yōu)良的隔熱、耐磨、耐腐蝕和耐沖刷性能，對(duì)基體材料產(chǎn)生一定的保護(hù)作用。（3）電子束打孔，電子束打孔用電子束對(duì)材料進(jìn)行打孔加工時(shí)，要求電子束的能量密度需大于108Wcm2，每個(gè)電子束脈沖打一個(gè)孔，脈沖寬度一般只有幾毫秒，脈沖的速率快，打孔的速度可以達(dá)到每秒幾個(gè)到

13、3000個(gè)孔。電子束脈沖的能量高，不受材料硬度的限制，沒有磨損，可以對(duì)難熔、高強(qiáng)度和非導(dǎo)電材料進(jìn)行打孔加工。并且電子束的束斑形狀可控，能加工各種孔，加工效率高，加工材料的適應(yīng)范圍廣，加工精度高、質(zhì)量好，無缺陷，一般不需要二次加工。4、電子束焊接，電子束焊接具有焊縫深寬比大，焊接速度快，工件熱變形小，焊縫物理性能好，工藝適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且能改善接頭機(jī)械性能減少缺陷，保證焊接穩(wěn)定性和重復(fù)性,因而具有極為廣闊的應(yīng)用前景。5.不銹鋼電子束表面改性目前，一種新興的電子束輻照處理技術(shù)強(qiáng)流脈沖電子束(HCPEB)已成為日益受到重視的一項(xiàng)表面改性技術(shù)HCPEB中電子攜帶的能量可在極短時(shí)間內(nèi)作用到材料的表面，

14、引發(fā)熔化、汽化、應(yīng)力波、沖擊波和增強(qiáng)擴(kuò)散等一系列物理和化學(xué)現(xiàn)象，因而可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)處理方法所無法獲得的非平衡組織結(jié)構(gòu)及性能由于該技術(shù)具有簡(jiǎn)單、可靠、高效及低耗等特點(diǎn)，因而有著廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。Proskurovsky等在強(qiáng)流脈沖電子束方面的研究揭示了其潛在的應(yīng)用前景，主要包括碳鋼與合金鋼的表面強(qiáng)化及表面耐腐蝕、熱防護(hù)，快速退火及表面快速合金化等.Pogrebnjak等則主要研究了經(jīng)電子束改性后材料表面的微結(jié)構(gòu)及性能，指出表層中輻照誘發(fā)的缺陷是金屬材料力學(xué)性能得以改善的主要原因.利用強(qiáng)流脈沖電子、模具鋼以及鎂合金等材料進(jìn)行表面改性的結(jié)果表明fs_111，脈沖電子束表面處理可以有效地改變樣品表層的

15、成分分布及顯微組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高材料的硬度、摩擦磨損及腐蝕等表面性能。近年來，脈沖能量束在金屬表面誘發(fā)火山坑的行為備受關(guān)注，火山坑被認(rèn)為是脈沖束流表面處理技術(shù)的主要缺點(diǎn)而有待解決。火山坑是在高能束與金屬表面相互作用的過程中形成的，輻照后基體所發(fā)生的性能變化與它密切相關(guān)，因此對(duì)火山坑現(xiàn)象的研究無論從理論或技術(shù)角度都占有特殊的地位.(ain等在對(duì)純鋁和鋼的溫度場(chǎng)摸擬計(jì)算基礎(chǔ)上揭示了在脈沖電子束作用下次表層先熔化所導(dǎo)致的表面火山坑形成機(jī)制，但并沒有給出其詳細(xì)的物理過程尤其是噴發(fā)形成的擇優(yōu)位置.為此，本工作以316L不銹鋼為基體材料，研究了脈沖電子束輻照對(duì)不銹鋼表面的形貌及近表層化學(xué)成分的影響，探討了

16、其改性過程及機(jī)理，對(duì)火山坑的成因及數(shù)量上的演變規(guī)律做出了合理的解釋.這對(duì)脈沖電子束改性技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。.5.1實(shí)驗(yàn)(shyn)方法實(shí)驗(yàn)(shyn)材料為商用AISI316L奧氏體不銹鋼棒，線切割制成直徑(zhjng)為12mm、厚度為2mm的薄片，表面經(jīng)砂紙打磨并拋光后在丙酮溶液中超聲清洗、吹干備用。.樣品的處理在俄羅斯Nadezhda-2型強(qiáng)流脈沖電子束(HCPEB)系統(tǒng)上完成，該設(shè)備可產(chǎn)生低能量(10-40keV)、強(qiáng)電流(102-103A/cm2)、短脈寬(二1acs)、人面積(60mm2)及高重復(fù)頻率(0.1Hz)的電子束.在石耀陰極微凸爆炸后，脈沖電子束在陰極和陽

17、極的等離子體中形成.通過調(diào)節(jié)加速電壓、磁場(chǎng)強(qiáng)度以及陽極與樣品臺(tái)之間的距離控制電子束的能量密度(有關(guān)HCPEB的詳細(xì)介紹參見文獻(xiàn)陣，本實(shí)驗(yàn)選用的脈沖電子束處理參數(shù)如下:加速電壓為27kV，能量密度為3J/cm2,脈寬為1.5,s，脈沖間隔為lOs，轟擊次數(shù)分別為5和20次、采用JEOL5600型掃描電鏡(SEM)觀察電子束處理后的樣品表面形貌及截面形貌;利用EPMA-1600型電子探針(EPMA)分析改性前、后樣品表層的成分分布及變化;樣品表面的三維形貌在Newviewer激光三維成像儀上進(jìn)行觀察。5.2實(shí)驗(yàn)(shyn)結(jié)果5.2.1表面(biomin)形貌及成分分析圖la示出經(jīng)王水(wngsh

18、u)腐蝕后316L不銹鋼原始樣品的SEM表面形貌.從圖可見，其顯微組織由單一的奧氏體相構(gòu)成，晶粒尺寸為40-60m，圖中的小孔可能來自不銹鋼中部分夾雜物的擇優(yōu)腐蝕.圖1b為原始樣品典l的背散射電子形貌像.從圖可見許多微米級(jí)尺寸的黑點(diǎn)，此外整個(gè)表面的成分分布基本均勻.通常，奧氏體不銹鋼中的夾雜物為MnS顆粒191，而適量MnS夾雜物的存在可使材料在機(jī)械加工時(shí)易于切削，但同時(shí)也增加了不銹鋼發(fā)生點(diǎn)蝕的幾率ao.為了進(jìn)一步確認(rèn)不銹鋼中夾雜物的成分，采用EPMA對(duì)樣品表面進(jìn)行面掃描分析，結(jié)果如圖lc所示.在背散像(圖lc左側(cè)大圖)中對(duì)兩條自線1h帕勺黑色顆粒進(jìn)行線掃描分析的結(jié)果表明，黑點(diǎn)為富Mn和S相.

19、圖lc右側(cè)兩小圖分別為S和Mn的面掃描，其對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)一步驗(yàn)證了316L不銹鋼中的黑色夾雜物為MnS顆粒.。經(jīng)脈沖電子束轟擊后樣品的表面形貌如圖52所示.圖2a為5次轟擊后樣品的低倍SEM形貌.在處理后的樣品表面可以觀察到大量的火山坑，這是金屬在脈沖能址束處理下的典型形貌。整個(gè)樣品表面火山坑分布很均勻.圖2b為同一樣品的典型高倍火山坑形貌，由此可以觀察其細(xì)節(jié)所在:幾乎所有火山坑的中心都存在一個(gè)小孔，同時(shí)在火山坑的周圍出現(xiàn)了一些平行的變形帶，這是在電子束處理過程中強(qiáng)應(yīng)力場(chǎng)所誘發(fā)的塑性變形所致.圖2c,d分別為電子束轟擊20次后樣品的低倍和高倍SEM表面形貌像.與5次轟擊后的樣品相比，其表面更加平整

20、且火山坑的數(shù)量也明顯降低，呈現(xiàn)典型火山坑形貌，火山坑較淺且中心沒有小孔.5.2.2火山坑的形成及電子探針分析為研究火山坑的形成機(jī)制，亦采用電子探針對(duì)處理后的樣品表面進(jìn)行成分分析.圖53為轟擊5和20次的316L不銹鋼樣品的EPMA結(jié)果.圖3a為5次轟擊后樣品的二次電子像，圖3b為相應(yīng)的背散射像.從圖3a可見樣品表面有許多火山坑;在圖3b中，一些黑點(diǎn)仍然存在1=樣品表面，但與原始態(tài)背散射像(圖1b)相比，黑點(diǎn)的數(shù)址已大大減少.對(duì)比圖3a,b可見，這些黑點(diǎn)總是位一f火山坑的中心位置.圖3c為高倍率下5次轟擊后樣品的背散射形貌像.可見其中存在2個(gè)火山坑，為了確定火山坑中心處黑點(diǎn)的成分，對(duì)其做了線性掃

21、描及面成分分析.圖3c中兩條白線間的線性掃描分析結(jié)果表明:黑點(diǎn)為富Mn和S相.通過比較Mn和S的面成分分析結(jié)果(見圖3c右側(cè)兩小圖)進(jìn)一步確認(rèn)黑色顆粒為MnS.上述結(jié)果表明，在電子束轟擊的過程中，MnS夾雜物是轟擊過程中誘發(fā)火山坑的核心.同理，圖3d為電子束轟擊20次后樣品表面的二次電子像，圖3e為與之對(duì)應(yīng)的背散射像.從圖可見，20次轟擊后樣品表面(圖3d)火山坑的密度比5次處理后的樣品要低得多;同時(shí)，從圖3e可見黑點(diǎn)兒乎完全消失.這表明經(jīng)20次轟擊后樣品表面的夾雜物已基本被清除.圖51316L不銹鋼原始(yunsh)樣品表而的SEM分析(fnx)圖52強(qiáng)流脈沖電子柬轟擊后樣品(yngpn)表

22、面的SEM形貌(xn mo)圖52強(qiáng)流脈沖電子(dinz)柬轟擊后樣品表面的SEM形貌(xn mo)5.3討論(toln)近年來，脈沖能量束在金屬表面誘發(fā)火山坑的行為得到了廣泛研究，已提出多種口f能的形成機(jī)制。為了更好地理解316L不銹鋼在強(qiáng)流脈沖電子束轟擊作用下的火山坑的形成機(jī)制，利用本課題組自行研發(fā)的軟件，討在本實(shí)驗(yàn)條件下316L不銹鋼的表層的溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，在加熱過程中出現(xiàn)了與熔點(diǎn)對(duì)應(yīng)的熔化平臺(tái)，而表面的溫度最高可達(dá)3100Ia，達(dá)到該溫度所需時(shí)問為0.78s.在冷卻過程中可以清楚地觀察到凝固平臺(tái)區(qū).圖6b為圖6a的投彭圖，其中重熔層的計(jì)勸一深度為2.28m，達(dá)到該深度的時(shí)間為1.

23、36its.在凝固過程中，整個(gè)熔化層在2.00Eis內(nèi)即完全凝固，結(jié)品前沿的移動(dòng)速度為1.6-10.Em/s,在最外一表層時(shí)其移動(dòng)速度達(dá)到了最大值.恨據(jù)以上的計(jì)彌結(jié)果，316L不銹鋼在脈沖電r束作用下表面火山坑的形成機(jī)制可以具體描述如在脈沖電戶束處理前，夾雜物粒廣不均勻地分布d原始樣品中與基體相比，MnS的熱們、散系數(shù)較低，脈沖電r柬每轟擊1次，鋼基體中的MnS顆粒及其附近區(qū)域就會(huì)從中吸收1次熱里井造成溫度場(chǎng)的不均勻分布，由此可以推斷出以下2種可能的火亢形成機(jī)帶小(1)1nS夾雜物的熱傳導(dǎo)性比金屬基體約低1個(gè)數(shù)壁級(jí)而熔點(diǎn)接近ZI1S的熔點(diǎn)約為1803Ii，不銹鋼基體的熔點(diǎn)為1653Ii，因而在

24、快速的升溫過程中，這些夾雜物可能優(yōu)先聚集熱墾而在基體熔化(約為0.5ysIl寸)前就首先熔化甚至汽化分解。不銹鋼作為生物醫(yī)用材6.結(jié)束語料在近20年內(nèi)被廣泛應(yīng)用在矯形外科植入物、牙種植體和冠狀動(dòng)脈支架(zhji)等領(lǐng)域。目前醫(yī)用316L不銹鋼在臨床應(yīng)用中存在的主要問題，指出生物相容性、討腐蝕性和討磨損性有待(yudi)提高和表面改性是改善上述問題的有效途徑。316L醫(yī)用不銹鋼現(xiàn)在(xinzi)的主要制備方法有溶膠凝膠法，化學(xué)氣象沉積法，濺射法，離子注入法，離子鍍法等。但是電子束表面改性法有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。電子束熔覆技術(shù)理論研究和實(shí)際應(yīng)用取得了一定的進(jìn)展，但是與激光熔覆技術(shù)研究相比還有一定差距，電

25、子束與材料間的禍合作用機(jī)制還需進(jìn)一步深入研究。數(shù)值模擬技術(shù)是優(yōu)化電子束熔覆工藝的有力乎段，通過對(duì)熔覆過程的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)及殘余應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電子束熔覆工藝的準(zhǔn)確把握和控制。電子束表面合金化技術(shù)成本低、工藝可重復(fù)性好、目能夠賦予材料優(yōu)異的表面性能，在未來的發(fā)展中將會(huì)成為表面改性研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。參考文獻(xiàn)1劉晉春.特種加工.機(jī)械工業(yè)出版社，19972ZouJX,QinY,DongC,WuAM,HaoSZ,WangXG.JVacSciTechnol,2004;22A:5453李金桂現(xiàn)代表面工程的重大進(jìn)展J材料保護(hù)，2000，1，33(1).4徐濱士.表面工程新技術(shù).國防工業(yè)出版社，2002

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