密封面激光表面淬火工艺的应用研究

研究了35CrMo钢密封面的激光表面淬火工艺、淬火层的组织及硬度分布，探讨了用激光表面淬火技术取代渗氮处理的可能性。结果表明，对工件形变要求严格的密封表面，采用激光表面淬火工艺进行强化处理是可行的。     

汽车同步器拨档环激光热处理

对45钢制汽车同步器拨档环分别进行了热喷涂Mo层、激光熔覆、激光淬火和整体淬火 低温回火处理，观察了各种工艺处理后试样的金相组织，测试了表层显微硬度分布，进行了磨损试验。分析结果表明，拨档环激光表面淬火工艺是较为合理的处理工艺。     

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。     

45钢激光相变硬化和感应加热表面淬火硬化后的组织和性能

采用光学显微镜、电化学工作站和力学性能测试等对45钢在激光相变硬化和感应加热表面淬火两种不同淬火方法下的淬硬层组织、导电性能、耐腐蚀性能进行了对比分析。结果表明:经过激光相变硬化处理过的45钢试样导热性要低于感应加热表面淬火试样,而经过表面淬火处理的试样导热性明显低于未经过处理的试样;在相同扫描速度4 mm/s下,感应加热表面淬火试样的淬硬层深度远大于激光相变硬化试样的淬硬层深度,淬硬层组织分布相对弥散,马氏体转化率较低,激光相变硬化试样淬硬层组织晶粒相对细小,淬硬层较薄,转化马氏体组织较为均匀;同时激光相变硬化试样的腐蚀程度小于感应加热表面淬火试样,而感应加热表面淬火试样腐蚀后的硬度值及强度不如前者,总体而言,激光相变硬化试样的淬火效果要优于感应加热表面淬火试样的淬火效果。     

连铸结晶器铜板表面涂层热喷涂技术研究

为延长连铸结晶器铜板使用寿命和提高钢坯品质,使用新型热喷涂技术制备了表面保护涂层,并使用扫描电镜、高温硬度计、高温摩擦磨损试验机等对热喷涂涂层和镍电镀层的微观组织和性能进行了深入研究.试验结果表明:热喷涂涂层比镍电镀层具有更为优异的综合性能,高温显微硬度约为镍电镀层的4倍,高温耐磨性能约为镍电镀层的5倍.因此,随着结晶器长边铜板热喷涂技术的突破,绿色环保热喷涂技术将会逐步替代传统电镀技术.     

70Mn2Mo铸钢热轧辊的激光表面强化

用激光表面强化技术对70Mn2Mo铸钢热轧辊进行了硬化处理得到细化的马氏体组织，硬度由原始组织的200-300HV提高到920HV，硬化层深度达0.6mm，高温回火后，硬度及淬硬层仍分别保持在430HV和0.4mm以上，表明其具有良好的抗回火性能。     

9SiCr钢表面激光淬火后性能分析

利用CO_2气体激光器,对9Si Cr试件进行激光表面淬火处理,分析、对比了试件激光淬火前后的金相组织和硬度等特征;以湿砂为磨料进行了磨料磨损试验,考察了9Si Cr钢激光表面淬火后的磨损性能。结果表明,9Si Cr钢经激光表面淬火后,其组织形态由合金渗碳体为主变为以马氏体为主,硬度是未经表面淬火试件的1.30倍,耐磨性提高了36.6%。     

汽车发动机缺套内壁重复激光淬火的研究

本文研究了重复激光淬火对铸铁铸造的汽车发动机缸套内表面淬火硬度和淬火深处的影响，结果表明，对第一次淬火后的缸套不需要进行任何预处理就可以直接进行第二沈和第三次重复淬火处理．重复激光淬火后．淬火层的硬度与第一次激光淬火的硬度相比没有明显的变化，没有出现退火现象．表面无裂缝产生。并且对第一朔激光淬火后没有达到的硬度和深度指标，进行第二次或第三次重复淬火后可达到要求。同时给出了搭接淬火处硬度有所下降，但不影响正常使用。本文还给出了不同的激光功率，扫描速度与重复淬火后的淬火层硬度及深度的关系。     

半高速钢成品辊试验研究

研究了半高速钢成品冷轧辊的表面淬火工艺参数。并经解剖分析证明,采用该工艺的半高速钢成品辊的淬硬层深度达到45 mm,硬度达到85HSD以上,完全满足技术要求。     

环形零件局部激光表面淬火

利用半导体激光宽带对环形零件局部进行表面淬火处理,并利用蔡司光学显微镜和HXD-1000TMC型维氏硬度计对处理后的零件进行显微组织观察和硬度分析。结果表明,通过高功率、多次扫描、辅助气冷的方法获得优良的表面改性层;当激光功率为1100 W,扫描速度4.5 mm/s,经三次激光宽带扫描处理后,硬化层深度 500μm,表面硬度 600 HV0.1。     

搭接量对激光淬火9Cr2钢硬度的影响

用3 kW连续CO2激光器对矫直圈用9Cr2钢,在功率2.2 kW和扫描速度800 mm/m in条件下进行搭接量分别为1、2、3、4 mm的激光表面淬火。用金相显微镜、扫描电子显微镜以及显微硬度计,分析9Cr2钢激光表面淬火后的硬化层分布和剖面硬度均匀性。结果表明,9Cr2钢激光淬火后硬化层分布形状为部分搭接的两月牙形,搭接处硬化层深度随着搭接量的增大而增加,在第二道激光扫描带对第一道激光扫描带热影响区出现硬度下降区域,且随着搭接量的增大硬度下降趋势减弱。     

激光淬火+表面氮化复合处理方案的选择

分别用激光淬火-表面氮化和表面氮化-激光淬火复合处理工艺方案对4Cr13钢试样进行表面强化处理,然后由实验数据绘制硬度分布曲线和硬化层深度比较表,分析激光淬火与表面氮化的不同组合对材料表面硬化层硬度分布和硬化层深度的影响。结果表明,采用表面氮化-激光淬火复合处理可满足试样表面强化处理的要求。     

High Power Diode Laser Surface Treatment to Minimize Droplet Erosion of Low Pressure Steam Turbine Moving Blades

This article deals with the high power diode laser (HPDL) surface treatment to overcome water droplet erosion of Low Pressure Steam Turbine (LPST) moving blades used in high rating conventional, critical and super critical thermal power plants. The materials generally used in these steam turbines are titanium alloy (Ti6Al4V), precipitate hardened stainless steel (17Cr-4Ni PH), X20Cr13 and X10CrNiMoV1222 steels. During incubation period as well as under prolonged testing, the HPDL surface treatment of these materials except for 17Cr-4Ni PH steel has enhanced the droplet erosion resistance significantly. This is due to increased hardness and formation of fine-grained martensitic phase due to rapid heating and cooling rates associated with laser treatment. The droplet erosion results of HPDL laser surface treatment of all these materials and their analysis form the main part of the article.     

感应淬火对Cr12MoV钢轧辊硬度和硬化层深度的影响

针对Cr12MoV钢轧辊感应淬火易开裂及硬化层深度的问题,研究了预热温度、淬火加热温度、感应圈移动速度和电源频率对Cr12MoV钢轧辊的硬度、开裂和硬化层深度的影响,探索了Cr12MoV钢轧辊具备高硬度不开裂及厚硬化层的方法。结果表明,Cr12MoV钢轧辊调质态硬度低于32 HRC与预热温度高于450 ℃时,能避免淬火开裂;随着感应淬火温度或感应圈移动速度提高,淬火Cr12MoV钢轧辊硬度出现先升高后降低的趋势,但无法明显影响硬化层深度;而随着感应电源频率降低,淬火Cr12MoV钢轧辊硬化层深度明显增加,但对淬火件硬度影响较小。     

AISI 316L奥氏体不锈钢低温离子-气体渗碳工艺优化

目的将低温离子-气体乙炔渗碳应用于AISI 316L奥氏体不锈钢表面硬化处理,同时探讨其硬化处理的最优工艺参数及优化效果。方法采用离子轰击去除不锈钢表面钝化膜并活化其表面,再进行低温气体乙炔渗碳,实验过程使用脉冲式供气循环处理方式。进行温度梯度实验,寻找渗碳处理的临界温度。并采用正交试验法设计3因素3水平共9组实验,分析气体比例、离子轰击时间、保温压强3个因素对渗碳层硬度和厚度产生的影响,以期得到不锈钢低温离子-气体乙炔渗碳优化工艺。通过对经过最优化工艺处理过后的不锈钢硬化层组织、成分、厚度、硬度、耐磨性、耐蚀性能的研究分析,验证此工艺对AISI 316L奥氏体不锈钢硬化处理的适用性。结果处理温度为540℃时渗碳层有碳的铬化物析出;离子轰击时间对渗碳层硬度影响最大,保温压强对硬化层厚度影响最明显。在硬化处理温度为520℃,V(H2)∶V(C2H2)=1∶1,渗碳压强为-0.02 MPa,离子轰击时间为20 min时,316L奥氏体不锈钢离子-气体乙炔渗碳效果最优。经优化工艺处理后不锈钢硬化层厚度达到30μm左右,表面硬度达到838HV0.05,耐蚀性和耐磨性能等都显著提高。结论低温离子-气体乙炔渗碳硬化处理适用于AISI 316L奥氏体不锈钢,其处理最合适温度为520℃。经优化工艺处理后的不锈钢具有较高的硬度、厚度,良好的硬度梯度,高耐蚀性能及高耐磨性能。     

Laser Treatment of Textured X20Cr13 Stainless Steel to Improve Water Droplet Erosion Resistance of LPST Blades and LP Bypass Valves

X20Cr13, a martensitic stainless steel, is commonly used for the manufacture of low pressure steam turbine (LPST) moving blades and LP bypass valves of fossil fuel and nuclear power plants. The LPST blades, at present, are laser surface treated to improve their water droplet erosion (WDE) resistance. The laser-treated X20Cr13 stainless steel has improved the water droplet resistance (WDER) several times compared to untreated ones. Further improvements are being carried out by providing a carbide-based HVOF coating having appropriate surface roughness or by creating textured surfaces and treating with a high power diode laser. The surfaces, having appropriate roughness, absorb more laser energy, resulting in improved microstructure, microhardness, modified ultimate resilience, and thicker hardened layer. The WDER of laser-treated textured X20Cr13 stainless steel has improved significantly compared to the untextured ones. The WDE test results of laser-treated textured and untextured X20Cr13 stainless steel along with their microhardness, modified ultimate resilience, microstructure, SEM, and XRD analysis are discussed and reported in this paper. The laser-treated textured X20Cr13 stainless steel is highly suitable for LP bypass valves and LPST blades for achieving a thicker hardened layer with lesser heat input to the components.     

激光相变硬化在Cr12汽车模具材料表面强化中的应用研究

利用不同的激光工艺参数对汽车模具Cr12材料表面进行激光相变硬化试验,探讨了激光工艺参数对激光相变硬化层深度的影响,研究了横向和沿深度方向显微硬度的分布情况以及硬化层的组织结构的变化。研究结果表明,采取适当的工艺措施,表面硬度在不同程度上都得到了提高,同时可以消除表面裂纹,从而成倍地提高了汽车模具的使用寿命。     

40CrNiMoA钢激光相变硬化技术

研究了40CrNiMoA钢激光淬火工艺参数与硬化层深度及硬度之间的相互关系，以及淬硬层微观结构特征。结果表明，随着光斑扫描速度的提高，硬化层深度降低，表面硬度存在一个极大值；随着激光功率的升高，硬化层深度增加，表面硬度也存在一个极大值，激光淬火硬化层依其组织特征，分为完全淬硬区，过渡区及高温回火区。     

9Cr2Mo冷轧辊用钢的激光淬火试验

采用硬度测试、显微组织和断口分析,对经激光淬火处理后的9Cr2Mo冷轧辊用钢进行了研究.结果表明,与常规淬火相比,9Cr2Mo钢激光淬火后硬度明显提高,但激光淬火搭接区出现硬度值陡降,其原因为搭接区的马氏体组织回火分解;常规淬火处理后的9Cr2Mo钢内有条、块状碳化物,断口为脆性解理断裂特征;而激光淬火后,条块状碳化物溶解或部分溶解,未完全溶解的碳化物细化成球形颗粒,其断口为浅韧窝+脆性准解理的断裂特征.     

Water Droplet Erosion Behavior of High-Power Diode Laser Treated 17Cr4Ni PH Stainless Steel

This article deals with water droplet erosion (WDE) behavior of high-power diode laser (HPDL) treated 17Cr4Ni PH stainless steel. After HPDL treatment, the water droplet erosion resistance (WDER) of 17Cr4Ni PH stainless steel has not improved. The main reason is the surface hardness, which has not improved after HPDL treatment though the microstructure has become much finer. On the other hand, precipitation hardening of the alloy at 490°C for 3 h has resulted in improved WDER more than twice. This is because of its increased microhardness and improved modified ultimate resilience (MUR), and formation of fine grained microstructure. The WDER has been correlated with MUR, a single mechanical property, based upon microhardness, ultimate tensile strength, and Young’s modulus. WDERs of HPDL treated, untreated, and precipitation hardened 17Cr4Ni PH stainless steel samples were determined using a WDE test facility as per ASTM G73-1978. The WDE damage mechanism, compared on the basis of MUR and scanning electron micrographs, is discussed and reported in this article.