电子束偏转扫描对TC18钛合金组织、硬度和作用深度的影响（英文）

为了形成均匀的表面硬化层,采用逐行、无搭接的电子束高频偏转扫描技术(DSEB)对TC18钛合金的表面进行处理。重点研究了电子束束流、聚焦电流和处理次数等关键参数对TC18组织、表面硬度和处理深度的影响。处理的试样通过扫描电镜(SEM)、光镜和维氏硬度计进行检测。经DSEB处理后,TC18钛合金表面形成了主要由针状马氏体组成的表面硬化层,表面硬度得到提高;硬化区的金相组织均匀,在扫描束斑相邻区域没有明显的过渡;硬化层深度均匀,可达200μm以上。试验结果表明DSEB有望成为大面积、复杂形状的钛合金构件的表面处理新方法。

电子束熔丝成形随行退火系统设计及其仿真

控制电子束偏转扫描对成形件进行局部实时退火热处理,可降低大型金属工件在电子束熔丝成形过程中产生的热应力,减少热应力累积而超过材料屈服强度产生的变形。采用工控机、波形发生卡、驱动电路及偏转扫描线圈搭建了电子束偏转扫描控制试验平台;使用LabVIEW开发了扫描控制程序,合成了X、Y两路输出波形,实现了矩形折线扫描及圆形偏置扫描。针对电子束扫描加热对成形件局部温度分布的影响,建立了随行退火扫描的有限元模型,分析了随行退火偏转扫描对100mm×100mm区域内温度场分布的影响。仿真结果表明,在束流30mA、束斑直径4mm、束斑搭接1mm的条件下,电子束以25m/s的速度扫描加热0.6323s,区域内温度差值由初始的94℃减小到11℃,有效改善了100mm×100mm区域内温度场分布均匀程度。

高能电子束活性区空间能量密度测量系统

在分析电子束流高能特点基础上研究束流信号检测和测量方法,提出小角度电子束磁控偏转扫描采集方案,在高温难熔钨板上设计直径25μm的小孔传感器,建立信号检测装置和控制流程,共享60 MHz时钟保证扫描与采集同步,将透过小孔的电子强度转换成电压信号,经高频A/D采样和量化后高速传输到内存,对电子束单层截面信号可视化重构后依能量等级进行划分和能量密度分布计算,通过不同高度的多层数据重构活性区体模型,分割空间能量等值面形成序列能量曲面,标定能量峰值90%的空间区域为活性区焦斑.文中的软硬件系统能够有效应用于电子束品质评价.