激光强化机床导轨的显微组织及性能的试验研究

为提高机床导轨的耐磨性能和工作寿命,应用激光表面改性技术对用于机床导轨的灰铸铁材料表面进行强化处理,用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度计分析了激光处理后的形貌、显微组织和显微硬度的变化,采用磨损量对比测试了激光处理表面和常规处理表面的耐磨性能。试验结果表明,激光处理后的横截面区域可分为熔凝区、相变区、热影响区和基体四部分。激光处理区表面硬度较常规处理(485~545 HV)有显著提高,最高达980 HV。当测试距离达到30000 m时,激光处理试样的耐磨性能较常规处理提高约1倍,这是激光处理区晶粒超细化,硬度提高和石墨球综合作用的结果。     

M2高速钢激光表面钴合金化的研究

研究了Ｍ２高速钢激光表面Ｃｏ合金化的组织和性能。着重分析了激光工艺参数对合金化层中Ｃｏ浓度的影响。结果表明，采用激光表面合金化，可使Ｍ２高速钢表面Ｃｏ浓度在２％－５％。合金化层听Ｃｏ浓度主要与激光扫描速度和预沉积的Ｃｏ的厚度有关。退火态的Ｍ２高速钢在激光Ｃｏ合金化后，硬度可达８００ＨＶ。经淬火回火处理后，硬度可达１１５０ＨＶ，明显高于未进Ｃｏ合金化的Ｍ２高速钢。     

定向凝固镁合金表面激光熔凝组织和性能研究

采用激光表面熔凝技术对定向凝固AZ31镁合金铸锭进行了激光表面熔凝,并对处理后的试样进行了微观组织观察、显微硬度与耐蚀性测试。结果表明,经激光表面熔凝处理后的试样尺寸与基体相比得到明显细化,析出物的组织细小且分布均匀。与基体相比,处理后试样的显微硬度和耐蚀性明显提高。随着激光功率的增加,显微硬度增高,耐蚀性增强。     

40Cr激光表面强化工艺的研究

为改善40Cr钢表面硬度的不足,采用CO2激光器对40Cr钢表面进行激光表面强化处理.分析了金相组织、显微硬度,得到了约0.7mm的硬化层,表面强化层硬度明显提高.试验结果表明:采用激光表面强化技术可以通过细化晶粒提高材料表面的硬度.     

激光轧辊优化系统及工艺技术

轧辊是轧钢生产中的重要工具。为了解决轧辊的易磨损、易断裂、热裂纹和剥落问题，我公司采用了激光技术对轧辊表面进行改性处理，以达到在原轧辊韧性不变的状态下，大幅度提高其表面硬度，提高其耐磨损能力，以满足轧钢生产对轧辊的要求。经实验室试验、中试实验和工业生产实践证明，该研究获得了成功。１实验室试验１．１实验方案为观察经激光改性处理后的轧辊表面硬度及金相组织的变化，从７０Ｍｎ２铸钢、低ＮｉＣｒＭｏ铸铁成品轧辊表面取３ｃｍｘ５ｃｍｘ１２ｃｍ试料。将部份试样用激光技术进行改性处理，部分不做改性处理，二者进行…     

激光重熔喷射电沉积纳米晶镍涂层微观结构

采用喷射电沉积法在45钢基体表面制备了纳米晶镍涂层,研究了激光重熔工艺对组织的影响.用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计分析了涂层表面形貌、微观结构和显微硬度.结果表明,在优化的工艺参数下,喷射电沉积制备的镍涂层表面较平整、结合较致密,由平均尺寸为13.7 nm的纳米晶颗粒组成,但晶粒间仍有一定的间隙;经激光重熔后,熔融区内的晶粒尺寸明显减小,使涂层致密化程度得以提高并使涂层与基体由机械结合变为冶金结合,因此激光重熔处理后涂层的显微硬度明显提高.     

工业纯钛TA2激光气体氮化表面硬度的研究

激光气体氮化可以有效地提高钛合金表面硬度，从而改善钛合金耐磨损性能。通过金相组织观察和硬度测试分析了钛合金激光气体氮化时．激光气体氮化参量和激光光束分布对钛合金氮化后表面硬度的影响。结果表明，氮化区域内生成硬质相TiN是TA2钛合金表面硬度得到提高的主要原因，有利于硬质相TiN形成的激光气体氮化参量都会提高钛合金表面的硬度。而采用带式积分镜进行激光光束变换可以有效提高激光氮化处理的效率，钛合金平均表面硬度是原来的1.3倍。     

CrWMn冷作模具钢激光热处理组织和性能研究

为了提高CrWMn冷作模具钢表面硬度和耐磨性,通过HGLaser6060激光器对CrWMn钢进行激光表面热处理。运用金相显微镜观、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究激光热处理工艺参数对CrWMn钢激光淬火层的组织和性能的影响。结果表明,激光表面热处理后,模具钢的硬化层组织明显细化,表面硬化层厚度约为0.60 mm,且表面硬度明显高于心部,耐磨性性能显著提高。     

激光熔凝处理对Ni3Al金属间化合物表面组织与耐磨性的影响

采用激光对金属间化合物Ni3Al进行表面熔凝处理,用电子显微镜观察了激光熔凝处理后的Ni3Al 试样的金相组织,并通过划痕硬度试验和磨损试验测试了试样经激光熔凝处理后的划痕硬度和耐磨性.结果表明,金属间化合物Ni3Al经激光熔凝处理后,组织得到了明显细化,划痕硬度和耐磨性较未采用激光熔凝处理的试样都有较大幅度地提高,其中划痕硬度最少提高了106.95％,耐磨性最少提高了200％.     

磷钒铸铁激光熔融处理研究

为提高中速大功率柴油机缸套的耐磨性，对缸套常用材料—磷钒铸铁进行了激光熔融处理。处理后的组织分成熔化区、半熔化区、相变硬化区和热影响区四层。对各区的显微组织和硬度梯度进行了分析。     

淬火介质对42CrMo钢棒淬火组织及硬度影响的数值模拟及试验验证

基于有限元计算分析了直径为ø40 mm的42CrMo钢圆棒试样分别使用淬火油和PAG水基液淬火后试样不同位置的组织、硬度以及淬火过程中的温度变化,采用硬度检测和显微组织分析对模拟结果进行了验证。结果表明,当使用淬火油淬火时,试样表面由奥氏体向马氏体和贝氏体转变,心部由奥氏体向贝氏体转变;当使用PAG水基液淬火时,试样表层几乎转变成马氏体,心部转变成马氏体和贝氏体;试样经淬火油和PAG水基液淬火后,表面硬度分别为58和55 HRC,均由表面至心部硬度逐渐降低,但使用PAG水基液淬火后试样的心部硬度比用淬火油的高5 HRC,约为50 HRC。     

45钢表面电子束微熔抛光的性能和组织分析

为显著改善45钢表面粗糙度及其综合力学性能. 文中采用电子束微熔抛光技术,对45钢表面进行电子束微熔抛光处理. 研究电子束抛光对表面粗糙度、改性层组织和硬度的影响,探讨了电子束扫描电流、扫描速度对表面粗糙度、改性层组织的影响规律. 结果表明,45钢经表面抛光处理后,表面粗糙度值由2.091 μm降到0.738 μm,降幅为64.7%;其表面改性层可分为抛光层区、热影响区和基体区;抛光层区的显微组织为针状马氏体,硬度为950 ~ 913 HV;热影响区的组织为针状马氏体和铁素体,硬度为855 ~ 280 HV;基体区的组织为珠光体和铁素体,硬度为244 ~ 204 HV. 电子束工艺参数对抛光后的表面粗糙度值影响显著,在满足抛光效果的条件下,改性层的厚度随电子束扫描电流的增加而增大,随扫描速度的增加而减小.     

等离子束硬化工艺参数对硼铸铁硬化轨迹交叉点的组织与硬度的影响

研究了等离子束表面硬化工艺参数对硼铸铁硬化轨迹交叉点处硬化层的组织与硬度分布的影响。试验结果表明，交叉点处硬化层的组织为隐针马氏体 残留奥氏体 片状石墨 硼化物，其硬化层的深度和硬度均高于单道硬化层的深度和硬度。交叉点处硬化层中的最高硬度并未出现在最表面，而是发生在距表面有一定距离的次表层；且随电流增加，最高硬度的位置向硬化层内部推移。硬化层中硬度分布很不均匀，其最高硬度两侧均具有较大的硬度梯度，但随电流增大，硬度梯度减小。     

测量距离对超声表面波评价不同组织的材料表层硬度的影响

通过搭建高精度的超声表面波检测系统,采用双探头法测量不同热处理45钢标定试件超声表面波的传播声时和接收声波幅值,分别计算超声表面波的传播声速和衰减系数;在测量过程中,改变发射探头和接收探头之间的距离,研究不同测量距离及微观组织对超声表面波声速测量的影响,由此建立材料表层硬度、微观组织及超声表面波特征值之间的映射关系,得到超声表面波评价45钢试件表层硬度指标的标定模型,并对标定模型进行验证。研究表明,采用超声表面波声速评价45钢表层硬度可行,标定模型预测硬度误差满足工程应用误差10%的要求;超声表面波衰减系数与材料表层硬度没有明显的映射关系,不能作为评价45钢试件表层硬度指标评价参量。     

TiAl基合金离子渗碳与高温抗氧化性研究

研究了辉光离子渗碳处理对TiAl基合金的渗层组织、表面硬度和抗高温氧化性的影响。实验显示,渗碳处理可在TiAl基合金的表面形成由碳化物和过渡层组成的复合相结构,经不同渗碳处理的试样,其表面硬度和抗高温氧化性均得到明显提高。     

固-液复合铸造锤头的组织与性能

研究高铬铸铁-碳钢固-液复合铸造锤头的组织及硬度分布特征。结果表明,固-液复合铸造高铬铸铁锤头部分具有较高的硬度,远离复合面高铬铸铁硬度增加,碳钢硬度降低。远离复合面高铬铸铁组织为M7C3型碳化物+回火马氏体+残余奥氏体,固-液复合铸造高铬铸铁组织中碳化物有定向分布的趋势,有利于提高锤头的耐磨性;远离复合面碳钢部分的组织为珠光体和较多的铁素体,复合面附近碳钢组织珠光体数量明显增加,铁素体数量明显减小,高铬铸铁中的碳通过复合界面向碳钢进行扩散。     

TiA1基合金离子渗碳与高温抗氧化性研究

研究了辉光离子渗碳处理对TiA1基合金的渗层组织、表面硬度和抗高温氧化性的影响。实验显示。渗碳处理可在TiA1基合金的表面形成由碳化物和过渡层组成的复合相结构，经不同渗碳处理的试样，其表面硬度和抗高温氧化性均得到明显提高。     

激光表面淬火对铬钼铸铁组织和硬度的影响

采用TH-3DC3000型激光加工系统对铬钼铸铁进行了激光表面淬火处理,研究了不同激光功率和扫描速度对铬钼铸铁显微组织、表面硬度及硬化层深度的影响。结果表明,经激光表面淬火后,铬钼铸铁的组织由硬化区、过渡区和基体3个区域组成,硬化区组织为隐晶马氏体、残留奥氏体和球状石墨,过渡区组织为隐晶马氏体、珠光体和球状石墨,基体组织为铁素体、珠光体和球状石墨。在激光表面淬火未对试件产生过热影响时,激光功率的增大和扫描速度的降低均会提升铬钼铸铁的表面硬度和硬化层深度。在5 mm×20 mm的矩形激光光斑下,确定最优的参数组合为激光功率2300 W、扫描速度0.003 m/s,采用该参数组合对铬钼铸铁进行激光淬火处理时,表面硬度为760 HV0.3,硬化层平均硬度为724 HV0.3,硬化层深度可达1.4 mm以上。     

铸造高锰钢平衡块断裂机理及改善分析

从组织、成分、硬度及断口形貌研究了铸造高锰钢平衡块断裂失效原因和机理,并对高锰钢平衡块质量提高的方向进行了探讨。结果表明,开裂平衡块材料的化学成分和表面硬度正常,心部硬度异常偏大且金相组织粗大,失效形式为韧性和脆性混合断裂机制,且断口处存在明显组织疏松和富锰组织偏析。降低冷却速度和有害氧化物含量,平衡块无铆接开裂现象。     

Enhanced Fatigue Property of Welded S355J2W Steel by Forming a Gradient Nanostructured Surface Layer

Welded joints are usually characterized by microstructural and compositional inhomogeneities, which may significantly degrade their fatigue properties and result in unpredictable failures. The present work demonstrates a novel and simple method to effectively optimize the microstructure in the surface layer and promote the fatigue properties of welded specimens. By a recently developed approach—surface mechanical rolling treatment(SMRT), a gradient nanostructured surface layer is formed on welded S355 J2 W steel specimens. The mean grain size is refined to nanometer scale, and the hardness is significantly enhanced in the SMRT surface layer. Independent of the initially inhomogeneous microstructure and hardness distributions, the microstructure and hardness distributions in the surface layers are comparable on different zones of a welded specimen after SMRT with the same procedure. Consequently, fatigue property of the SMRT specimens is significantly enhanced relative to that of the as-welded specimens within the high cycle fatigue regime.