激光上光与冲击淬火新技术

激光表面热处理尤其是激光上光与冲击淬火,一直是激光材料加工技术中的重要方面,是激光实际应用进入到第二代的显著标志。     

提高材料疲劳寿命的激光处理技术

激光淬火、激光冲击和激光表面合金化．这三种激光表面处理新技术用于改善航空结构钢３０ＣｒＭｎＮｉＳｉ２Ａ、航空铝合金７４７５、２０２４等材料的疲劳寿命结果表明：三种技术各有自己的特点和适用范围，其提高疲劳寿命的机理也有所不同。     

45钢经激光淬火和冲击复合强化后的耐磨性能

将激光淬火处理后的45钢强化区域再进行激光冲击强化处理，并对其表面硬度和耐磨性进行了对比和分析。结果表明，激光淬火 冲击复合强化处理后45钢的硬度比纯激光淬火处理45钢的硬度增加了15％；经激光淬火 冲击复合强化处理后的45钢表面的耐磨性分别比经渗氮和激光淬火处理区域的耐磨性提高了约3倍和0．9倍。     

Research on Laser Peening of TC21 Titanium Alloy with High Energy Laser

激光喷丸,又称为激光冲击强化(LSP),是一种新型表面处理技术,通过在材料表面诱导强烈塑性变形、产生高密度位错,产生较深的残余压应力,来提高材料的表面性能。采用LSP技术应用高能激光处理TC21钛合金。对材料的显微硬度、表面轮廓、冲击区表面粗糙度、残余应力进行了试验研究。结果表明:处理后,材料的显微硬度得到较大提高,冲击表面轮廓与冲击光斑大小直接相关,冲击区表面粗糙度(R a)不超过0.8μm,处理后,材料表面残余压应力水平得到了大幅度提高。经过LSP处理后,改善了材料的综合性能。     

提高材料疲劳寿命的激光处理技术

激光淬火，激光冲击和激光表面合金化，这三种激光表面处理新技术用于改善航空结构钢３０ＣｒＭｎＮｉＳｉ２Ａ，航空铝合金７４７５、２０２４等材料的疲劳寿命结构表明：三种技术各有自己的特点和适用范围，其提高疲劳寿命的机理也有所不同。     

激光表面改性

激光表面改性技术在改善材料表面性能,提高材料使用寿命方面具有突出的优越性.随着研究的深入,激光表面改性技术在工业中的应用逐步扩大.对工业应用中比较常见的激光熔覆、激光表面熔凝、激光相变硬化、激光冲击强化、激光表面合金化等激光表面改性技术进行了综述,并在此基础上展望了激光表面改性技术的发展前景.     

激光表面强化及智能涂层进展

介绍了激光淬火,激光熔凝,激光表面合金化等材料表面改性技术及其组织和性能;综述了智能涂层的特点及研究进展.     

CrNiMo钢激光淬火处理的抗烧蚀性能研究

通过激光淬火表面强化技术,在CrNiMo钢表面形成马氏体相变的表面强化薄层.采用小电流累积烧蚀方法分解了材料烧蚀过程;对比分析相同烧蚀条件下CrNiMo钢在激光处理与未经激光处理的表面烧蚀形貌及其烧蚀质量差.结果表明:激光淬火确实能提高材料的抗烧蚀性能.     

模具钢激光表面热处理现状

激光表面热处理是70年代千瓦级大功率激光器出现以后发展起来的应用技术。激光表面热处理大致上可以分为两类,即表面不熔化的激光热处理和表面熔化的激光热处理。前者主要指激光淬火(即激光相变硬化)、激光退火、激光冲击硬化等;后者包括激光熔凝硬化(又称激光晶粒细化硬化)、激光上釉(又称激光非晶化)、激光合金化、激光涂覆等。激光熔凝硬化和上釉表面无化学成分变化,激光合金化和涂覆表面化学成分发生变化。     

表面激光硬化轴承的疲劳失效分析

选用CO2激光器进行GCr15钢轴承滚道表面激光淬火处理试验,内圈硬化层深度可达到0.5 mm,外圈可达到0.45 mm.用金相显微镜、扫描电镜和X射线分析等现代测试技术对改性层的相组成及改性机理进行分析.结果表明,轴承表面的激光相变硬化可以产生具有较多残余奥氏体、细小碳化物以及过饱和的隐晶马氏体组织,从而提高轴承滚道表面的硬度.最后进行了轴承钢的接触疲劳性能试验.通过疲劳失效轴承表面的显微观察,验证了激光淬火套圈表面的疲劳失效形式仍为表层剥落.造成激光淬火套圈早期疲劳失效的主要原因是激光扫描开始与结束接口处没有完全对接上,以及硬化层深不均匀.     

激光技术在材料科学中的应用

综述了激光技术在纳米村料制备，表面改性和成形技术等先进制造工艺中的应用和进展。重点介绍了激光消融法制备纳米颗粒、薄膜的原理、特点段激光淬火、激光表面熔敷和激光表面合金化等材料表面改性技术。同时，对先进的激光立体成形技术及其应用现状做了慨述。     

The constitution and microstructure of laser surface-modified metals

The applications oflasers in the processing of metals, ceramics, and semiconductors range from surface glazing of thin films on semiconductors to thick surface cladding on metals. Lasers have the unique capability of rapid heating, melting, and quenching of the substrate, which results in the formation of new engineering materials with metastable microstructures. This article describes the microstructural evolution of laser-glazed and laser-clad alloys treated with a pulse or continuous-wave CO₂ laser.     

激光相变硬化技术的研究现状及进展

主要介绍了激光相变硬化的特点及强化机理、激光表面相变硬化工艺。分析了钢铁材料激光相变硬化后的组织与性能,及近年来激光相变硬化技术在材料科学领域的研究状况。     

激光相变硬化技术的研究现状及进展

主要介绍了激光相变硬化的特点及强化机理、激光表面相变硬化工艺。分析了钢铁材料激光相变硬化后的组织与性能。及近年来激光相变硬化技术在材料科学领域的研究状况。     

钛合金表面激光熔覆的研究进展

钛合金具有优异的物理化学性能,其在航空航天行业中被广泛应用.但钛合金的低硬度和低耐磨性能使它的应用受到了限制.激光熔覆因其熔覆层与基体结合力强,无污染等优点成为钛合金表面改性研究热点之一.钛合金表面熔覆具有不同特性的熔覆材料来提高钛合金表面的相应性能.介绍国内外钛合金激光熔覆的研究现状和发展趋势.     

FeCSiB合金连续激光非晶化的研究

以激光合金化得到的ＦｅＣＳｉＢ四元共晶层为基础，对连续激光非晶化进行了系统的实验研究，并从理论上论证了连续激光非晶化的凝固特征，探讨了连续激光非晶化的机制。     

Laser ablation of titanium alloy under a thin and flowing water layer

Underwater laser ablation has become an alternative machining process that is able to reduce the thermal damage in work materials caused by lasers. However, the disturbance of water to the laser beam is a crucial concern for the ablation performance in water and cut surface quality obtained. In this study, a new laser ablation technique has been proposed, in which a waterjet was applied to impinge the top workpiece surface in order to form a thin and flowing water layer. With the assist of such water layer during the laser ablation, the redeposition and heat-affected zone can be minimized. Titanium alloy (Ti–6Al–4V) selected as a work sample was grooved by using a nanosecond-pulse laser under different machining conditions. The cut geometry and heat-affected zone were observed and analyzed to justify the process performance. The metallurgical change and cracks that occurred on and underneath the groove surface were also investigated in this study. The experimental results revealed that a clean cut with less thermal damage can be obtained when the workpiece was ablated by a laser under the flowing water layer. In addition, a narrower and deeper groove can be fabricated when a higher waterjet flow rate was applied. The laser ablation under the flowing water layer developed in this study could be a potential method for machining titanium alloy or even other thermal-sensitive materials.     

激光重熔技术在选区激光熔化中的研究进展

激光重熔使得材料表面的固化层再次快速熔化、凝固，从而提高了材料的致密度和表面质量。作为一种表面改性技术，激光重熔已经在传统制造工艺中得到了广泛的应用。近期研究表明，激光重熔技术也可以应用到选区激光熔化（SLM）中，实现消除缺陷并优化组织结构。激光重熔技术还可以提高零件的硬度和延展性等力学性能。本文主要总结了激光重熔对于常见SLM成形金属材料的质量提升作用，激光重熔工艺手段以及重熔参数（重熔激光功率、重熔扫描速度、重熔扫描间距和重熔次数）对于缺陷消除、组织结构优化的作用规律。     

Laser nano-manufacturing – State of the art and challenges

This paper provides an overview of advances in laser based nano-manufacturing technologies including surface nano-structure manufacturing, production of nano materials (nanoparticles, nanotubes and nanowires) and 3D nano-structures manufacture through multiple layer additive techniques and nano-joining/forming. Examples of practical applications of laser manufactured nano-structures, materials and components are given. A discussion on the challenges and outlooks in laser nano-manufacturing is presented.