本文利用Nadezhda-2型强流脉冲电子束装置对90%冷轧工业纯铜和316L不锈钢进行表面改性处理。利用金相显微镜、X射线衍射仪及透射电子显微镜对处理样品进行显微形貌和微结构分析。实验结果表明: 1)冷轧工业纯铜及316L不锈钢处理样品表面均发生重熔现象,处理面上形成类似火山坑的显微形貌。 2)冷轧工业纯铜表面重熔层中出现厚度约2～3μm的纳米晶组织,热影响区发生快速回复和再结晶过程,表层组织得到明显细化,并且形成(200)晶面的择优取向。分析认为,强流脉冲电子束快速能量沉积引发表层材料的骤热激冷过程是形成表层纳米晶组织的主要原因,而热影响区中的冷变形原始组织所经历的快速回复和再结晶过程,使再结晶晶粒长大过程受到极大限制,形成细化的晶粒组织。强流脉冲电子束处理冷轧工业纯铜样品表层形成的择优取向主要与热影响区内的再结晶织构有关,重熔层快速凝固过程受到热流方向的影响,保持与再结晶基体组织的液相外延生长关系,实验测得的(200)择优取向与文献报道的再结晶织构方向相符。 3)316L不锈钢处理样品的表面熔化层中发现纳米晶和非晶显微结构。电子衍射结果显示,纳米晶包含α和γ两种相结构,说明表层熔体在凝固降温过程中发生局部马氏体相变。另外,强流脉冲电子束的快速加热冷却过程在处理材料表层引发压、拉应力交替作用,导致材料发生塑性变形,产生大量的位错和孪晶结构。在多次脉冲作用下的热—力循环过程中,表层组织反复发生动态回复再结晶过程,在形成细化组织的同时,晶粒取向趋于一致,即(111)面逐渐转动到与表面平行的方向上。