镍及镍合金具有良好的物理和化学性能,因此被广泛应用于能源开发、化工、电子、汽车、航空等领域。然而随着航空业的快速发展,镍基高温合金的抗疲劳、抗高温氧化、耐热腐蚀等性能都面临着严峻挑战,需要采用表面改性来提高其使用性能。与传统表面强化工艺相比,脉冲电子束具有能量利用率高、加热和冷却速度快、操作简单、参数易于调节等优点,使改性后材料的性能得到明显的改善。本文利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对纯镍N6及镍基高温合金CH3625进行表面改性处理,采用扫描电镜(SEM)、超景深光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)来分析脉冲电子束改性前后试样的组织和形貌的变化;通过对改性前后试样表面及截面显微硬度的测试来分析脉冲电子束对材料表层硬度的影响;利用电化学测试的方法研究不同脉冲次处理下试样在3.5wt%NaCl水溶液中耐腐蚀性能的变化。实验结果如下:(1)XRD测试结果显示,试样经HCPEB处理后衍射峰发生了偏移,且半峰宽也发生了变化,表明改性后的试样表层有残余应力的存在。通过对纯镍(111)面和镍基高温合金(200)面衍射峰的分析和计算得出:随着脉冲次数的增加,试样内部的残余应力变大且晶粒尺寸逐渐变小,晶粒内部发生塑性变形,导致材料表面出现位错滑移带的现象。(2)通过SEM和OM的观察结果可以看出试样经HCPEB处理后,表面出现大量分布不均、大小不一的火山坑形貌,且随着脉冲次数的不同,熔坑数量和尺寸大小也发生变化。其中纯镍N6试样随着脉冲次数的增加熔坑数量逐渐减少且熔坑尺寸减小;而镍基高温合金CH3625则随着脉冲次数的增加熔坑的密度增加且尺寸减小。研究还发现试样经多次脉冲处理后表面褶皱减少,成分更均匀,表面更加平整。两种材料在脉冲电子束处理后表层都出现了不同厚度的重熔层,且热影响区改性层厚度也发生变化。(3)通过对改性后试样显微硬度的测试,表面显微硬度得到提升,且随着脉冲次数的增加,材料表面显微硬度增加的幅度不同,其中5次和15次脉冲处理的纯镍N6试样在50g载荷下分别比原始试样的表面显微硬度增加了14.8%和22.5%;而5次和10次脉冲处理的镍基高温合金CH3625试样在50g载荷下都比原始试样增加了约5%,而15次脉冲试样则比原始试样增加了约15%。改性后试样的截面显微硬度图显示,纯镍N6试样的截面显微硬度随着深度变化硬度值发生波动;镍基高温合金CH3625试样的截面显微硬度则是随着深度的增加硬度值呈现出下降的趋势。(4)电化学测试结果显示,改性前后的试样在3.5wt%NaCl水溶液中的耐腐蚀性能发生不同程度的变化,其中15次脉冲处理的纯镍N6试样相角和极化电阻值最大,容抗弧的半径也最大,自腐蚀电位正移,腐蚀电流密度也相对较小,表明其耐腐蚀性能最优;而10次脉冲处理的镍基高温合金CH3625的耐腐性最佳。