本书从电子束表面改性入手，以数值模型和实验分析为手段，研究了表面重熔、表面相变硬化、表面微熔抛光等改性手段中出现的温度场、应力场、组织场和流场等多场之间的作用机理，并探讨了对金属快速熔化后的晶粒长大过程，分析了各种改性方法热循环过程中各场瞬态变化过程和分布规律对改性效果的影响机制。研究的方法和结论可为电子束调控金属材料表面硬度大小和分布范围、粗糙度、磨损特性，以及实验设备的开发与设计提供参考依据。 本书可供从事材料表面改性、机械设计制造、航空制造等研究领域的科研技术人员和大专院校参考使用。

王荣，女，博士，教授，博士生导师。主要研究方向为新材料新工艺，长期致力于扫描电子束材料表面改性处理的研究。先后主持国家自然科学基金、广西区基金重点项目等项目多项，发表论文50余篇；获得发明专利10余项。

前言 电子束表面改性技术始于20世纪70年代，其特点是利用高能电子束的热源作用使材料表面温度迅速升高，表层成分和组织结构发生变化，进而提高材料表面硬度，增强耐磨性，改善耐腐蚀性能，从而延长零件的服役寿命。近几年，电子束表面抛光和表面强化的研究已成为金属材料表面处理领域内一个新的热点和关注点。 本书从数学表征、理论和实验研究出发，旨在探讨电子束表面改性技术。用仿真和实验相结合的方法，研究了在电子束扫描和集中下束表面加热两种处理方式下，对金属材料表面强化、表面熔凝与抛光、表面合金化等微观组织和性能的影响规律及强化机制。利用传热方程、相变理论、应力与应变计算理论，建立电子束表面处理过程中的三维瞬态温度场、应力场、组织场多物理场耦合的方程并求解，获得三场分布规律，研究三场之间的相互作用及影响规律，讨论了电子束工艺参数对表面改性层组织和性能的影响。 基于传热学、流体动力学、金属凝固和固态相变等理论，建立GBE模型，研究表面熔凝特性、表面相变硬化、动态凝固过程中的动力学行为、晶粒的形核与长大规律等。 比较了电子束多道扫描与单道扫描对材料表面显微组织与性能的影响； 确定表面合金化的合理的工艺参数，以获得良好的表面改性组织和性能。研究了在金属材料表面填加合金粉末后组织和性能的变化，探讨了电子束工艺参数对合金强化层组织和性能的影响。 研究获得的电子束表面处理的工艺条件和作用机制，可为选择合理的电子束表面处理方式与工艺参数提供理论参考，为电子束技术在材料表面强化与抛光中的应用提供技术支撑。研究的方法和结论可为电子束调控金属材料表面性能、实验设备的研发与设计提供参考依据。 ...