主弧电流对球墨铸铁等离子束熔凝硬化组织和性能的影响

采用不同主弧电流对QT450试样表面进行等离子改性处理,获得了球墨铸铁表面熔凝组织.采用OM,SEM,XRD和显微硬度计及X射线残余应力测定仪对等离子改性后的球铁组织形貌、显微硬度和表面残余应力进行了分析.研究结果表明:球铁经不同电流等离子表面熔凝后均可获得白口铸铁层,且组织细小.位错堆积强化在表层形成压应力,硬化层硬度较基体提高了3.5～4倍,同时在热影响区出现包围石墨球的马氏体壳组织,显著提高了基体的硬度.     

QT600球铁等离子弧熔凝温度场数值模拟及组织分析

采用等离子弧对QT600球铁进行了熔凝处理,利用扫描电镜、显微硬度仪对熔凝试样各区域的组织及显微硬度进行测试分析,并且在综合考虑等离子弧的挖掘作用、材料非线性、熔化潜热等对等离子弧熔凝温度场影响的基础上,采用双椭球热源建立了QT600等离子弧熔凝连续三维移动瞬态温度场有限元模型。结果表明,熔凝层显微硬度达到600～1060 HV,熔凝层组织为马氏体+渗碳体+残留奥氏体,模拟熔池最高温度达到1808℃,熔凝区模拟的形状及尺寸与实际基本吻合。     

15CrMo钢表面熔覆Ni-Cr-B-Si合金层的组织及性能

采用火焰喷涂的方法在15CrMo钢表面预置一层约0.4 mm厚的Ni-Cr-B-Si合金层,然后利用微束等离子弧作为热源进行重熔.通过试验深入分析了熔覆层与基材的结合界面、显微组织及成分分布情况,测试了熔覆层的显微硬度、耐磨性及抗腐蚀性等,并与基材进行了对比.结果表明,通过火焰喷涂+微束等离子弧重熔方法相结合制备的Ni-Cr-B-Si熔覆层,组织致密,界面清晰,成分过渡平缓,与基体达到良好的冶金结合;在优化工艺参数下熔覆层表面形成大量的等轴晶;由基材到熔覆层显微硬度呈阶梯分布,与基材220 HV0.025相比,熔覆层显微硬度提高到500～750 HV0.025,耐磨性也得到显著提高;电化学试验结果表明,在3.5%的NaCl腐蚀溶液中经微束等离子弧熔覆的镍基合金涂层的耐蚀性明显高于基材.     

HT200铸铁等离子弧熔凝温度场数值模拟

采用等离子弧对HT200铸铁进行了熔凝处理,利用光学显微镜、显微硬度仪对熔凝试样各区域进行测试分析,在综合考虑材料非线性、熔化潜热、热源模型对等离子弧熔凝温度场影响的基础上,采用ANSYS软件建立了HT200铸铁等离子弧熔凝连续移动三维瞬态温度场有限元模型.结果表明,熔凝层显微硬度达到750～850 HV 0.1,熔凝层组织为马氏体+渗碳体+残留奥氏体;模拟熔池最高温度达到2366℃,熔凝区模拟的形状及尺寸与实际基本吻合.     

40Cr钢镀铬后等离子弧处理工艺及组织研究

用等离子弧对40Cr钢试样表面进行扫描处理以增强镀铬层与基体结合的方法，研究了不同工艺处理后材料的组织与显微硬度分布的变化。结果表明，由于转移弧热效率较高，试样组织及显微硬度的变化对有效输出功率的变化非常敏感。采用非转移弧处理，通过合理配比工艺参数，获得较为合适的有效输出功率，能够促进镀层与基体之间的冶金结合，得到较为满意的组织，控制镀铬层的晶粒尺寸及基体上热影响区和硬化层的深度，可改善试样的显微硬度的分布。     

铸铁表面等离子弧快速熔凝处理

采用等离子弧对球铁表面进行快速熔凝处理，测定了电流、电极移动速度与熔深和硬度间的关系。     

铸铁等离子熔凝处理硬化层的组织与耐磨性能

利用等离子熔凝技术,选择合适的工艺参数,在硼铸铁基体上进行熔凝硬化处理。借助于金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析了硬化层的显微组织,采用显微硬度计测试了硬化层的显微硬度分布,通过环-块磨损试验评估了硬化层的耐磨性能。结果表明,硼铸铁表面微熔硬化处理后,熔凝区组织为细小均匀的共晶莱氏体+少量未溶石墨,固态相变区的组织为针状马氏体+残余奥氏体+片状石墨+磷共晶,相变区与基体交界处组织为针状马氏体+珠光体+残余奥氏体+片状石墨+磷共晶。熔凝层显微硬度分布均匀,可达820～910 HV0.1,在室温润滑滑动磨损条件下,硬化层的耐磨性约是基体试样的3倍。     

球墨铸铁凸轮轴的激光表面熔凝处理

分析了激光表面熔凝处理后球墨铸铁凸轮轴硬化层的组织和性能特点，并与其它强化方法进行了比较。结果表明，采用适当的激光表面熔凝处理工艺参数，可以在表面获得搭接均匀、表面硬度大于80HRA和厚度达1．0mm的硬化层；硬化层由熔凝层和淬硬层组成，其中熔凝层的基体组织主要为细小、均匀并且有一定方向性的亚共晶莱氏体，淬硬层主要由石墨球及其周围的硬质环、细马氏体和铁素体基体所组成。与其它铸铁凸轮轴强化方法相比，激光表面熔凝处理具有表面硬度高、组织细小均匀、零件畸变小和不影响心部性能等优点。     

高铬铸钢激光熔凝组织与性能研究

为提高锅炉燃烧器喷嘴的表面性能,采用5kW横流CO2激光加工系统对高铬铸钢表面进行熔凝处理,并进行显微组织分析和硬度测试.研究结果表明:铸态高铬铸钢晶粒较粗大、组织不均匀,原始组织以奥氏体为基体,还存在大量网状断续共晶碳化物、莱氏体.经激光凝熔后,显微组织明显细化,其试样剖面组织分为激光熔凝区(细小奥氏体 少量细小未熔碳化物)、激光相变区(奥氏体 少量晶界碳化物)、过渡区和母材4个区域.熔凝区和相变硬化区的淬硬深度依工艺参数不同.可达0.2～0.3mm.由于形成了奥氏体组织,高铬铸钢表面硬度增加不明显,硬度最大值出现在相变硬化区.     

轧辊激光表面处理后的显微组织及性能

采用1 kW横流CO2 激光器对工业用半钢、无限冷硬铸铁及高速钢3种轧辊试样进行表面激光处理.用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪及显微维氏硬度计等对激光处理表面进行观察和测试.结果表明,3种试样的横截面组织由熔凝区、相变区、热影响区和原始组织4部分组成,激光扫描后的熔凝区硬度低而相变区的硬度高;试样经540℃×1 h回火后由于残留奥氏体转变使熔凝区的硬度有不同程度的上升,而相变区的硬度由于马氏体过饱和度的下降硬度反而下降;熔凝区内有大量的细点状FeS及MnS夹杂物;与含碳量较低的半钢和高速钢不同,无限冷硬铸铁轧辊的熔凝区内及其周围产生了热裂纹.