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高能束表面强化技术的含义、特点及比较 |
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高能束表面强化技术是采用103W/cm2以上功率密度的高能束流集中作用在金属表面，通过表面扫描或伴随有附加填充材料的加热，使金属表面由于加热、熔化、气化而产生冶金的、物理的、化学的或相结构的转变，达到金属表面改性目的的加工技术。有电子束表面强化技术、离子束表面强化技术、激光束表面强化技术等。高能束是能供给材料表面不低于103W/cm2功率密度的能源。包括:激光束、电子束、离子束、电火花、超高频感应冲击、太阳能和同步辐射等，如下表： |
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各种高能束能源的功率密度和相关参数 |
类 型 |
功率密度 /W·cm-2 |
峰值密度 /W·cm-2 |
材料表面 吸收的能量 密度/J·cm-2 |
处理能力 /cm3·cm-2 |
能源类型 |
激光束表面强化方法采用的激光束功率密度和作用时间 |
工艺方法 |
功率密度 /W·cm-2 |
作用时间 /s |
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激光束 |
104～108 |
108～109 |
105 |
10-5～10-4 |
光 |
相变硬化 |
103～104 |
0.01～1 |
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电子束 |
104～107 |
107～108 |
106 |
10-6～10-5 |
电子 |
重熔 |
104～106 |
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离子束 |
104～105 |
106～107 |
105～106 |
1～10 |
强磁场下 微波放电 |
合金化 |
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超声波 |
104～105 |
105～106 |
105～106 |
10-5～10-4 |
超声波振动 |
熔覆 |
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电火花 |
105～106 |
106～107 |
104～105 |
10-5～10-4 |
电气 |
非晶化 |
106～108 |
10-7～10-6 |
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太阳能 |
1.9×103 |
104～105 |
105 |
10-5～10-4 |
光 |
冲击硬化 |
108～1010 |
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超高频 感应冲击 |
3×103 |
104 |
104 |
10-5～10-3 |
电感应 |
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