激光能量密度对激光熔覆组织性能的影响

通过对Q345表面的激光熔覆层进行硬度测量及微观组织分析,揭示了不同激光能量密度下熔覆层和热影响区内显微硬度的分布规律.对比不同激光能量密度下试样的微观组织和显微硬度,发现微观组织越小越致密,硬度越高.研究结果为矿山机械关键件的激光熔覆制造提供了理论依据.     

激光沉积Ti65钛合金拉伸性能研究

采用激光沉积制造技术制备Ti65钛合金试样,对水平和竖直取样方向试样在室温和高温条件的拉伸性能及断口形貌进行分析。结果表明：室温和高温条件下,水平方向试样的塑性差、强度好,竖直方向试样的塑性好、强度差。主要原因在于水平方向晶界数量较多,晶界有效阻碍滑移运动促使强度升高塑性降低。高温条件下,不同取样方向试样的抗拉强度及屈服强度随着试验温度升高均呈下降趋势,延伸率呈增大趋势。因为高温使原子动能增加,位错运动阻力降低。断口观察发现,室温下水平试样和竖直试样的断裂方式分别为脆性断裂和准解理断裂,高温下所有试样均为韧性断裂。     

钢厂导卫板激光增材修复层的组织与性能研究

利用激光增材再制造技术,以M2高速钢作为合金粉末,在45钢导卫板表面进行激光修复工艺试验,分别使用扫描电镜、能谱仪、显微硬度计对修复层的微观组织、成分及硬度进行分析,并对修复层进行摩擦磨损试验。结果表明:导卫板熔覆层组织均匀致密、晶粒细小,无裂纹、气孔等缺陷,与基体结合良好;导卫板熔覆层硬度及耐磨性相较于基体均有所提高,能有效提高使用寿命,具有很好的使用效果。     

31CrMoV6表面激光淬火工艺及性能研究

对典型材料31CrMoV6钢,选取不同的工艺参数进行表面激光淬火,取样后进行金相组织照片采集、淬火层层深及显微硬度检测分析,并对试验结果进行对比分析,结果表明:淬火层为均匀细小、致密无缺陷的组织,激光淬火处理后材料表面硬度可提高2~2.5倍,淬硬层深度可达0.83mm,且最大硬度不是在工件表面,而是在距表面0.2~0.4mm处。     

激光熔覆微纳米WC—Co涂层组织硬度与相分析

采用激光技术，以自熔合金粉末Ni60B为粘结剂，微米和纳米12％Co—WC颗粒为增强相，在45钢表面制备出WC增强Ni基舍金涂层。利用扫描电镜以及X射线衍射仪对涂层的相成份、显微组织进行分析观察。采用显微硬度计测量出涂层的表面硬度，得出了涂层表面硬度随成分不同的变化规律。结果表明：纳米碳化钨粉末具有细化组织的作用，并且随着纳米碳化钨粉末含量的增加，涂层硬度也随之增加。     

HT250窄带激光相变强韧化处理及研究

介绍了HT250在激光窄带扫描作用下各工艺参数对淬火层的影响、HT250显微硬度测量结果及其分析、HT250不同搭接量的选择、HT250淬火硬层显微镜组织观察与分析。     

喷射沉积制备(AgCu28)xSn100-x合金

通过对采用喷射沉积技术和传统的熔铸技术获得的(AgCu28)xSn 100-x的密度和微观组织对比,研究沉积工艺参数与沉积坯密度及微观组织的关系.结果表明,当沉积条件适当时,沉积坯的密度可与铸锭密度相当;喷射沉积技术制备的(AgCu28)xSn 100-x合金无枝晶偏析,微观组织均匀;铸态样品与沉积样品的相组成不同,沉积样品存在非平衡新相,某些平衡相的结晶被抑制.     

激光沉积Ti65钛合金低周疲劳性能

对激光沉积制造的Ti65钛合金进行室温低周疲劳实验,对比研究了高、低功率试样的低周疲劳性能。结果表明,高、低功率试样均表现出循环软化的特征,随着应变幅的增加,试样的软化率在不断提高;相同应变幅下,高功率试样的软化率和疲劳寿命高于低功率试样。通过损伤演化模型对疲劳寿命进行预测,预测结果较为准确,均处于1.5倍分散带以内。低应变幅下,低功率试样疲劳源萌生于气孔缺陷,高功率试样疲劳源萌生于表面裂纹,低功率试样裂纹萌生速度明显快于高功率试样,疲劳寿命更低;高应变幅下,试样具有多疲劳源,疲劳寿命明显下降。不同功率试样的裂纹均以穿晶断裂的形式进行扩展。     

激光金属沉积γ-TiAl合金的组织与性能研究[*]

γ-TiAl合金具有高比强度,能在高温下（750℃）表现出较好的力学性能,因而成为航空航天和汽车等行业持续关注的材料。为得到无裂纹激光γ-TiAl合金单道沉积层,采用组合参数法研究沉积层的几何形状、裂纹、显微硬度、微观结构。研究结果表明,随着粉末密度的增大,沉积层高度增加,随着比能量的提高,沉积层高度下降、深度升高;当比能量和粉末密度分别为60-130 J/mm2和1.2-2.8 g/mm2时,沉积层表面光滑、无裂纹、且无未熔颗粒;随着粉末密度的增大,显微硬度从310 HV0.3增加到610 HV0.3,随着比能量的增大,显微硬度从374 HV0.3下降到306 HV0.3;高的比能量和低的粉末密度下的柱状晶和等轴晶组织较为粗大。通过组合参数找到无裂纹激光γ-TiAl合金的单道沉积层,研究结果可为激光金属沉积成型技术制备γ-TiAl合金提供参考。     

Cu含量对铁基中熵合金涂层组织与性能影响

采用激光熔覆方法制备了(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)_100-xCu_x(x=0,1%,3%,5%,7%,原子百分数,下同)中熵合金涂层。研究了Cu元素含量对涂层物相结构、微观组织、显微硬度和耐蚀性能的影响。结果表明,随着Cu元素含量增加,合金涂层均为单一的FCC结构,呈典型树枝晶结构。显微硬度均高于基材304不锈钢,且随着Cu元素含量增加呈递减趋势。在3.5%NaCl溶液中,(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)₉₉Cu₁中熵合金涂层的腐蚀电位最高,相比基材304不锈钢向正方向移动了29 mV,且具有最低的腐蚀电流密度为4.977×10^-6 A/cm²,涂层表面腐蚀主要发生轻微的晶界腐蚀。(Fe_6...     

激光功率对Q235钢接头组织和力学性能的影响

采用不同的激光功率,对2 mm厚的Q235钢进行了激光焊（Laser beam welding,LBW）．通过光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、室温拉伸和室温弯曲实验等表征手段,研究了激光功率对接头组织和力学性能的影响．结果表明：接头横截面,包括母材（Base metal, BM）、临界热影响区（Critical heat affected zone, ICHAZ）、细晶热影响区（Fine-grain heat-affected zone, FGHAZ）、粗晶热影响区（Coarse-grain heat-affected zone, CGHAZ）和熔合区（Fusion zone, FZ）;激光焊接功率增大时,ICHAZ区铁素体（F）晶粒变大,珠光体（P）被分解;FGHAZ区的晶粒被细化,部分细颗粒状碳化物在F中弥散分布,其余部分碳化物与F在晶界机械混合;CGHAZ区主要为等轴状马氏体（M）,晶界存有少量粒状贝氏体（B^G）、板条马氏体（M^L）和块状马氏体（M^B）;FZ区以马氏体（M）、针状铁素体和贝氏体（B）为主;在激光功率3535 W和3830 W下焊缝的硬度高于HAZ区和BM;当激光功率为3535 W时,接头抗拉强度为514.8 MPa、延伸率23.4%,FZ硬度平均值约为360 HV,获得了综合力学性能优良的接头．      

激光选区熔化成形nano⁃WC/CX钢微观组织及机械性能初探

为进一步提高激光3D打印CX不锈钢材料的机械性能,首先使用静电自组装方法对CX钢粉末表面进行了纳米WC粉末的修饰,之后对经纳米WC表面修饰的CX钢粉末进行了激光选区熔化成形 (Selective laser melting,SLM),对比了添加体积分数5%的WC前后的SLM CX钢试样的机械性能．结合金相显微镜 (OM)、扫描电子显微镜 (SEM)、能谱分析 (EDS) 及电子背散射衍射（EBSD）等材料表征手段,对SLM nano-WC/CX钢试样的微观组织结构、元素分布及相应机械性能进行了对比分析．结果表明：体积分数为5%的纳米WC的加入,对SLM nano-WC/CX钢的硬度提升有所帮助,使硬度值从352±8.2 HV_0.2提升至361±23.5 HV_0.2;尽管纳米WC的加入使SLM nano-WC/CX钢的延伸率有所降低,但其最大拉伸强度则由1091.4±6.12 MPa提升到了1109.7±15.26 MPa．总之,初步探索可以发现,通过静电自组装方法,在CX钢粉末表面添加适量的纳米WC颗粒可以有效改善SLM CX钢的最终机械性能．      

激光增材制造纳米颗粒增强铝合金复合材料组织及性能的研究

目的 提高激光增材制造铝合金复合材料成型机制及力学性能。方法 采用1070nm,200W光纤激光器进行激光沉积试验,首先在没有添加纳米颗粒的AlSi12粉末样品上进行实验,采用相同的参数对AlSi12-TiC（5vol.%TiC）和AlSi12-TiC（25vol.%TiC）纳米铝合金复合材料进行激光沉积。 最后通过形貌和微观结构表征研究纳米颗粒对金属合金性能的影响。结果 AlSi12-TiC（25vol.%TiC）粉末的反射率达到 15.17±1.88%,反射率显著降低;在纳米颗粒的帮助下,平均硬度为578±42.5HV,有显著增高;样品的杨氏模量为187.73±28 GPA,与ANNNC（35 vol.%TiC）相当。     

气压对 PLD 法在AlN/Si 上外延生长的GaN性能的影响?

采用脉冲激光沉积(PLD)技术在AlN/Si异质结上外延生长GaN薄膜.研究了气压对GaN薄膜结构性能和表面形貌的影响,利用高分辨 X射线衍射仪(HRXRD)、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对 GaN薄膜的结构性能及表面形貌等进行表征和分析.结果表明：气压在1~50 mTorr 范围时,GaN薄膜的表面形貌及结构性能均是先好后差;当气压在最佳值10 mTorr 时,外延生长的 GaN薄膜质量最优,其(0002)和(1012)面的高分辨 X射线衍射摇摆曲线峰值半高宽(FWHM)分别为0.7°和0.8°;原子力显微镜测试得到 GaN薄膜表面的粗糙度为1.8 nm.     

Mn合金化对ZA33显微组织和热疲劳性能的影响

研究了Mn合金化对ZA33合金显微组织、力学性能和热疲劳性能的影响,利用光镜对合金显微组织和热疲劳裂纹进行了观察。结果表明：加入0.6%的Mn可以有效细化ZA33合金组织,热疲劳性能得到明显提高;随着Mn加入量的增加,抗拉强度呈现先提高再降低的变化规律,硬度略有增加,而延伸率略有降低。在Mn含量为0.6%时合金的强度与塑性配合最佳,此时的综合力学性能最优,并且合金的裂纹长度最短,热疲劳性能最好。当Mn含量大于0.6%后,由于合金液中的富锰相在晶界处聚集并长大,产生应力集中,恶化热疲劳性能。     

激光微织构化铝合金表面的摩擦磨损研究

采用脉冲Nd∶YAG激光器在铝合金试件表面加工出具有规则形貌的圆形凹坑阵列,借助HSR-2M型高速往复摩擦磨损实验机,在滑动速度为0.15m/s、载荷10N的条件下,考察了乏油条件下圆形凹坑表面微织构的几何参数对"球-面"摩擦副摩擦学性能的影响,分析了激光加工对铝合金表面显微硬度的影响,并采用超景深显微系统对试件及对偶摩擦副表面的磨损特性进行了研究。结果表明,激光加工提高了铝合金基底的显微硬度;在乏油条件下,微织构化铝合金表面的平均摩擦系数与无织构表面相比明显减小,且波动稳定;经磨痕形貌分析可知,微织构化铝合金表面磨损程度减轻,当微凹坑直径为60μm,即面密度为4.91%时,微织构化铝合金表面具有最佳的减摩、抗磨性能。     

镍夹层添加对激光熔丝增材制造钛/钢金属复合材料界面组织与性能影响研究

针对钛/钢复合材料增材制造过程中易形成脆性Ti-Fe金属间化合物,恶化界面性能的问题。本文选择镍(ERNi-1)作为夹层,采用激光熔丝增材制造技术实现了TC4/309L复合材料的一体化制备。重点分析了Ni夹层添加对于界面组织与性能的影响,结果表明：添加Ni夹层的钛/钢复合材料的界面主要由Fe/Ni界面和Ti/Ni界面组成。其中,对于Fe/Ni界面Fe和Ni形成了无限固溶体,且未发现明显的裂纹和气孔等缺陷,实现了良好的冶金结合;在Ti/Ni界面中含有TiFe、TiNi₃、TiNi、Ti₂Ni等多种脆性金属间化合物,界面最大硬度达到670.1 Hv。界面结合强度的微区拉伸试验显示,其结合强度为30.5 MPa,断裂于Ti/Ni界面位置,呈脆性断裂特征。     

TC4钛合金-316L不锈钢真空钎焊接头组织与性能研究

为了实现TC4钛合金和316L不锈钢的良好连接,以Ti-Zr-Hf-Cu-Ni非晶合金作为钎料,研究了钎焊温度对接头组织与性能的影响。结果表明,在960 ℃/10 min的焊接工艺参数下,取得了高达205 MPa的接头剪切强度。接头由316L/扩散层Ⅰ/焊缝中心区域Ⅱ/扩散层Ⅲ/TC4五个部分构成,具体的组织构成为316L/γ-Fe+σ+α-Fe+τ+Fe2Ti+FeTi/β-Ti+(Ti,Zr,Hf)2(Cu,Ni)/β-Ti/TC4。靠近316L一侧的扩散层Ⅰ由Fe-Ti等脆硬化合物相构成,为接头薄弱区域,断裂位置位于该区域。     

热处理对MIM 17-4PH不锈钢组织和性能的影响

采用高压水气联合雾化粉末和热塑性粘结剂制备的金属注射成型17-4PH不锈钢,经过真空烧结以及热处理后,对其进行硬度检测、金相分析以及盐雾试验等.结果表明:MIM 17-4PH不锈钢烧结组织主要由板条马氏体和块状铁素体组成,硬度为24HRC,盐雾试验12h出现腐蚀斑点;经过1040℃固溶处理后,材料硬度增至29HRC,盐雾腐蚀24h未出现腐蚀斑点;烧结后直接进行480℃时效,第二相粒子析出并弥散分布在基体中,材料硬度提高到38HRC,但盐雾腐蚀8h就出现腐蚀斑点.