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45钢因其具有良好的综合力学性能,因而用途广泛。对45钢,工业上一般采用调质的处理方法,但是经过调质处理后,45钢表面硬度和耐磨性能往往难以达到要求,大大地限制了其使用范围。电子束表面处理能够提高45钢材料的表面硬度、改善其耐磨性能。 本文选用45钢作为研究对象,采用THDW型真空电子束焊机对45钢进行表面熔凝处理,用布洛维硬度计测试试样表面硬度,用金相显微镜观察组织结构,用JSM-5610LV型扫描电子显微镜拍摄金相组织照片并进行成分分析,用ML-10磨料磨损试验机进行摩擦磨损实验。研究了45钢电子束单道扫描熔凝处理对材料表面硬度、耐磨性的影响,探讨了电子束束流和扫描速度等工艺参数对强化层组织和性能的影响;研究了45钢电子束多道扫描熔凝强化处理对材料表面组织和性能的影响,探讨了搭接率对熔凝层组织、硬度的影响;研究了电子束表面熔凝处理和常规的热处理方式,对45钢材料表面组织和性能影响的不同之处。结果表明:45钢经电子束扫描熔凝处理后,表面强化层包括熔凝区和固态相变区,熔凝区的组织为细晶粒的马氏体和残余奥氏体,固态相变区由马氏体、少量残余奥氏体和索氏体组成,表面硬度、耐磨性,均得到提高。随着电子束束流的增加,熔凝层的组织中残余奥氏体的含量逐渐增多,熔凝层深度和宽度均增加;随着扫描速度的增大,熔凝层中的残余奥氏体含量减少,深度和宽度减小。电子束多道搭接处理45钢的研究表明:熔凝强化层分为搭接区和非搭接区,搭接区内的晶粒较为粗大,且前一搭接区与后一搭接区的组织形貌存在着比较大的差异;搭接率不同时,搭接区的组织和性能不同,当搭接率为50%时表面强化层的组织和性能最好。经过电子束表面熔凝处理的45钢要比经过常规热处理的材料的硬度更大,耐磨性更好。 采用电子束扫描对45钢表面进行强化处理,提高了材料的表面硬度、耐磨性能。为扩大45钢在实际生产中的应用范围提供行之有效的工艺方法,并对45钢表面强化的研究具有一定的意义。