电子束表面相变强化处理

（1）电子束淬火装置

电子束淬火装置如图9-31所示。

（2）电子束表面强化过程

电子束加热可以达到10⁶～10⁸ W/cm²的能量密度。由阴极（灯丝）发出的电子通过高电压环形阳极加速，并聚焦成束使电子束流打击金属表面，达到加热的效果。

用散焦方式的电子束轰击金属工件表面，控制加热速度为10³～10⁵℃∕s，使金属表面加热到相变点以上，随后快速冷却（冷却速度达10⁸～10¹⁰℃/s）产生马氏体等相变强化，适用于碳素钢、中碳低合金钢、铸铁等材料的强化处理。

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图9-31 电子束淬火装置示意图

1—阴极 2—聚束极 3—阳极 4—聚焦线圈 5—电子束 6—工件 7—工件驱动机构

由于高能量密度的电子束在极短的时间内打击金属表面，所以通过热量在表面的逸散表面温度就可以达到相变温度范围。当被加热表面吸收的热量很快地被底层材料吸收而冷却时，就可以完成淬火冷却过程，从而产生有效的自行淬火。

（3）电子束表面重熔及表面合金化处理

利用电子束轰击工件表面使工件表面产生局部熔化并快速凝固，从而细化组织，达到硬度和韧性的最佳配合。电子束表面合金化所需电子束功率密度约为相变强化的3倍以上，或延长电子束辐照时间，使基体表层的一定深度内发生熔化。