强流脉冲电子束M2高速钢表面改性组织和耐磨性能

作者：陈军^*; 王帅夫; 李伟; 司立坤; 马海涛; 郝胜智^*

来源：表面技术, 2023, 52(04): 147-154.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.04.011

• 强流脉冲电子束
• 表面改性
• M2高速钢
• 显微组织
• 耐磨性
• 红硬性

目的 改善M2高速钢表面组织，提高其耐磨性和红硬性。方法 利用强流脉冲电子束(HCPEB)进行M2高速钢表面辐照改性处理，工作参数包括加速电压25 kV，脉冲宽度2.5μs，能量密度4 J/cm2，脉冲次数3、8和15次。采用MEF-4型光学显微镜和Zygo 9000型3D表面光学轮廓仪观察辐照前后样品表面形貌。采用XRD-6000型X射线衍射仪分析改性层组成。采用DMH-2LS型努氏显微硬度计测量样品表面和截面硬度。采用CFT-I型摩擦磨损试验机测量表面耐磨性能。在600℃下保温1 h后空冷，测量样品表面硬度变化用以比较红硬性。结果 HCPEB改性M2高速钢样品表面重熔并出现熔坑，随脉冲次数增加，熔坑数量减少且尺寸增加，表面粗糙度下降，15次脉冲处理样品表面形成大量孪晶，熔坑内部出现熔孔和微裂纹。重熔层组织细化致密，碳化物类型改变，碳化物颗粒尺寸减小，残余奥氏体数量增加。相对于未改性样品，15次脉冲处理样品表面硬度提高53.5%，磨损体积减小16.5%，红硬性提高19.2%。结论 HCPEB可有效改善M2高速钢表面组织，使表面显微硬度、耐磨性和红硬性指标均有明显提高。

• 单位
  大连理工大学