送粉法激光熔覆工艺对不锈钢熔覆层 微观组织结构与性能的影响

本文研究了送粉法激光熔覆条件下,最优化的激光熔覆工艺窗口及其对熔覆层性能的影响。结果表明,对于粒度范围为53～150μm的球形不锈钢粉,送粉法激光熔覆的最优化的工艺窗口为:功率2600 W、扫描速度8 mm/s、熔覆层厚度2.0 mm、搭接率50%。在此条件下熔覆层显微硬度最高可达721.68 HV0.2,为基体硬度的3.7倍。熔覆层组织由平面晶、胞状枝晶及胞晶组成,晶粒大小随激光能量密度而变化,粉末由α-Fe、γ-Fe、M23(B,C)6相组成,而熔覆层中γ-Fe相几乎消失并转变为马氏体相。摩擦磨损试验表明,熔覆层的摩擦系数均低于基体,说明耐磨性提高。     

激光熔覆速率对熔覆层显微组织及耐磨性的影响研究

分别采用高速和常规的熔覆速率, 进行了高硼不锈钢合金粉末的激光熔覆试验。 试验结果表明, 相同功率 条件下, 熔覆速率对组织的影响较大。 熔覆速率越快, 枝晶尺寸越细小。 高速激光熔覆下, 熔覆层晶粒尺寸可达 1~2 μm, 且组织更均匀。 高速激光熔覆制备的熔覆层中奥氏体含量偏高, 从而熔覆层的耐磨性能有所下降。     

半导体激光熔覆Ni包B_4C涂层的组织与性能

在304不锈钢表面采用半导体激光熔覆制备Ni包B_4C涂层,研究激光加工参数对涂层的组织形貌、物相组成、硬度和耐磨性能的影响。结果表明,当激光功率为3 k W和扫描速度为6 mm/s时,熔覆层无气孔、无裂纹,与基体呈冶金结合;熔覆层的显微组织为枝晶共熔体和再生的二次枝晶,熔覆层的主要物相由γ-Ni,Ni_4B_3,Fe_3C,B_4C,B_(13)C_2,Cr_3Ni_2,(Fe,Ni)23C6和Fe_(23)(C,B)_6等组成;熔覆层具有较高的硬度(平均值为900 HV_(0.2)),耐磨性是基体的7.6倍,硬度和耐磨性的提高归因于熔覆层中未完全熔解的B_4C颗粒以及新形成的强化相和硬质相。     

45钢激光熔覆镍基合金组织及性能研究

采用横流CO,激光器在45钢表面激光熔覆了一层镍基合金涂层,研究了激光加工工艺对熔覆层组织、性能的影响。结果表明：熔覆层宏观质量良好;熔覆层与基体形成了良好的冶金结合;熔覆层组织均匀致密并呈现出垂直于界面的定向凝固特征,从结合区到表面依次为平面晶、胞状晶、粗大枝晶、细小枝晶等;熔覆层显微硬度与绝对比能量有关,其值为12时有最大硬度,可达610．6HV,为基体硬度的4倍。综合考虑各影响因素并进行正交分析得出结论：送粉率7．1g／min、扫描速度2．5mm／s、激光功率3000W时为最佳工艺参数。     

激光焊接时,焊接金属冷却速率的研究

以色列的亚夫内冶金机械厂新近研究了３０４Ｌ不锈钢激光焊接时钢组织结构的变化，以确定最佳焊接工艺参数。焊接时采用的是高功率连续ＣＯ２激光器。实验结果可以用公式λ１＝４０ｖ－１２表示。此处的λ１为初生枝晶间距（μｍ），ｖ为焊接速度（ｍｍ／ｓ）。该厂以不同功率的激光焊接器对两种厚度的不锈钢的焊接进行了试验，通过不同的方法测得的焊接金属的冷却速率在１０２～３×１０３Ｋ／ｓ范围内，温度梯度在１０２～９×１０２Ｋ／ｃｍ范围内。这一结果与近年来研究得出的枝晶生长模型极为相似。金属熔融旋压与不锈钢激光焊接有着相…     

扫描速度对钛合金NiCoCrAlY熔覆涂层显微组织及硬度的影响

利用激光熔覆技术在Ti6A14V钛合金基体上制备NiCoCrAlY高温防护涂层,提高钛合金基体的高温性能。采用激光功率1.2 kW,光斑直径1 mm,研究激光扫描速度对Ti6A14V钛合金熔覆涂层宏观形貌、稀释率、截面组织以及硬度的影响。研究表明,在相同激光功率和激光光斑直径的条件下,熔覆层的宏观形貌在400 mm·min-1时质量最优,熔覆层表面连续且平整,波浪起伏较小;随着扫描速度增加,激光能量减小,熔覆层的几何尺寸以及稀释率均逐渐减小,当扫描速度为500mm·min-1时,熔化的液体中杂质仍未完全逸出就冷却凝固,涂层与基体之间出现微裂纹、气孔等缺陷;随着扫描速度的增加,温度梯度不断减小,冷却速度不断增大,初生的枝状晶不断被打破,熔覆层组织致密均匀,晶粒细小,同时熔覆层的硬度逐渐增大。     

选区激光熔化工艺参数对气雾化316L不锈钢粉末成形制品性能的影响

本研究系统考察了激光功率和扫描速度对316L不锈钢粉末选区激光熔化工艺成形熔道、制品微观组织及力学性能的影响,并分析了各类缺陷的形成原因。研究结果表明:在低激光功率和高扫描速度条件下,熔道中出现了大量球状颗粒,这些颗粒之间的空隙恶化了下一层粉末的熔化条件,这正是成形制品中熔道分布混乱以及孔洞、裂纹产生的根本原因,进而导致成形制品力学性能降低;在高激光功率和低扫描速度条件下,熔池快速升温/冷却的热应力作用增强,使得成形制品的熔道交界处也存在孔洞和裂纹等缺陷。在本研究实验条件下,激光功率为350 W,扫描速度为1750 mm/s时,SLM成形制品的力学性能最为优异,其中抗拉强度为731 MPa、屈服强度为638 MPa、断后伸长率为40.0%,致密度为96.27%。     

激光熔化沉积DZ408镍基高温合金的组织研究

采用激光逐层熔化沉积工艺制备了组织致密、定向性良好的DZ408镍基高温合金单道和多道扫描板状试样,对其沉积态显微组织的定向生长规律及成形机理进行了分析。结果表明,单道板试样表面光洁且形状规则,在沉积方向生成定向性良好的枝晶,而在扫描方向,枝晶受熔池形状影响,生长方向向扫描方向倾斜。多道板试样在垂直于扫描方向处,形成"Z"型组织,而在平行于扫描方向处,由于激光单道扫描结束时间长、冷却周期短,试样边界处沉积层的厚度是内侧沉积层的两倍,且熔池线向下塌陷;金属液由于重力超过表面张力而形成金属液滴,最终在多道板试样表面形成了大量金属瘤。     

钴基高温合金的激光成型性能研究

采用光纤激光器和同步送粉激光成型工艺技术,实验时通氩气进行真空保护,通过一定的激光工艺参数(激光功率1800 W,扫描速度5 mm·s~(-1),送粉速度18 g·min~(-1),光斑直径3 mm)在45号钢基板上成功获得钴基高温合金块体样品。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量分散谱(EDS)分析以及室温拉伸和耐磨实验研究钴基合金的激光成型件性能。结果表明钴基高温合金与基体之间形成良好的冶金结合,激光成型后的微观组织多为均匀细小的枝晶,由于存在重熔区,使得部分枝晶发生粗化现象,但无明显缺陷,主要由M_6C,Cr_(23)C_6,Cr Co金属间化合物和γ-Co基体相组成;成型件样品的拉伸断裂断口平整,无颈缩现象,属于脆性断裂,其断裂过程是韧窝-类解理的复合断裂;成型件样品磨损表面存在犁沟磨痕,磨损前后质量损失很小,耐磨性能优良,耐磨机制主要是磨粒磨损、黏着磨损、氧化磨损。     

板坯连铸凝固过程微观组织参数的模拟研究

通过数学模型研究了在不同的凝固条件下中碳钢和300系列奥氏体不锈钢在凝固过程中的微观组织参数的变化关系,对枝晶生长速率、枝晶半径、二次枝晶臂间距、枝晶尖端温度、温度梯度等参数随坯壳生长的变化以及不同参数的改变对上述微观参数的影响进行了研究,并对两种钢种的微观组织参数进行了比较。结果表明由于不锈钢所具有的特殊组分和凝固特性使得其微观参数均比碳钢小,符合枝晶生长规律。     

热处理对316L/Q235复合板组织与力学性能的影响

对热轧不锈钢复合板热处理前后状态进行了对比研究,利用扫描电镜对显微组织进行了观察和成分分析,利用维氏硬度计测量了试样硬度,通过剪切、拉伸试验对试样的力学性能进行了研究。结果表明,真空热轧复合板能实现良好复合,碳钢侧为铁素体和珠光体组织;不锈钢侧为奥氏体组织。热处理后试样界面结合性能提高,试样剪切强度、屈服强度和抗拉强度都相应提高。高温阶段快速冷却+低温阶段缓慢冷却的热处理制度适用于316L/Q235不锈钢复合板热处理。     

淬火温度对不同铬含量的低碳马氏体不锈钢组织和性能的影响

摘要：为研究淬火温度对不同铬含量的马氏体不锈钢组织和性能的影响,采用高温共聚焦显微镜(CLSM)、光镜(OM)、扫描电镜(SEM)、万能拉伸机、显微硬度计等方法对材料组织和性能进行了测试及表征。随着淬火温度的升高,不锈钢淬火后的晶粒尺寸都变大,计算确定了13%Cr和14%Cr不锈钢的晶界迁移能分别为113.62和125.92J/mol。13%Cr不锈钢经过淬火后显微组织为板条马氏体,回火后的组织为回火马氏体。但是,14%Cr不锈钢在1200℃淬火后生成了板条马氏体和少量的高温铁素体,并且在回火后高温铁素体并未消失,会对后续性能产生影响。淬火温度对不锈钢的强度影响不大。不锈钢中的铬质量分数从13%增加至14%,马氏体不锈钢强度增加,但伸长率有所降低。马氏体不锈钢的硬度随淬火温度的升高而下降,这主要与晶粒尺寸有关。     

Evaluation of Microstructure and Mechanical Properties of Laser Beam Welded AISI 409M Grade Ferritic Stainless Steel

 The microstructure analysis and mechanical properties evaluation of laser beam welded AISI 409M ferritic stainless steel joints are investigated. Single pass autogeneous welds free of volumetric defects were produced at a welding speed of 3000 mm/min. The joints were subjected to optical microscope, scanning electron fractographe, microhardness, transverse and longitudinal tensile, bend and charpy impact toughness testing. The coarse ferrite grains in the base metal were changed into dendritic grains as a result of rapid solidification of laser beam welds. Tensile testing indicates overmatching of the weld metal is relative to the base metal. The joints also exhibited acceptable impact toughness and bend strength properties.     

双相不锈钢高温微观变形行为

 利用共聚焦激光扫描高温显微镜(CSLM)等设备对双相不锈钢的高温拉伸变形行为进行了研究,分析了双相不锈钢的热塑性变形机理,得出影响双相不锈钢热塑性的主要因素有：相界结合力、组织形貌和两相力学性能的差异。指出在双相不锈钢热加工时,增强相界结合力、优化组织形貌或减小两相力学性能差异,可有效改善双相不锈钢的热塑性。     

Study on microstructure and mechanical properties of martensitic stainless steel 6Cr15MoV

Martensitic stainless steel containing 12%-18%Cr have high hardness due to high carbon content. These steels are common utilized in quenching and tempering processes for knife and cutlery steel.The properties obtained in these materials are significantly influenced by matrix composition after heat treatment,especially as Cr and C content.Comprehensive considered the hardness and corrosion resistance,a new type martensitic stainless steel 6Cr15MoV has been developed.This study emphatic researches the effect of heat treatment processes on microstructure and mechanical properties of 6Cr15MoV martensitic stainless steel.Thermo-Calc software has been carried out to thermodynamic calculation;optical microscope（OM）,scanning electronic microscope（SEM） and transmission electron microscope（TEM） have been carried out to microstructure observation;hardness and impact toughness test have been carried out to evaluate the mechanical properties.Results show that the equilibrium carbide in 6Cr15MoV steel is M₂₃,C₆ carbide,and finely distributed of M₂₃C₆ carbides can be observed on annealed microstructure of 6Cr15MoV stainless steel.6Cr15MoV martensitic stainless steel has a wider quenching temperature range,the hardness value of steel 6Cr15MoV can reach to 60.8 -61.6 HRC when quenched at 1060 - 1100℃.Finely distributed carbides will exist in quenched microstructure,and effectively inhabit the growth of austenite grain.With the increasing of quenching temperature,the volume fraction of undissolved carbides will decrease.The excellent comprehensive mechanical properties can be obtained by quenched at 1060-1100℃with tempered at 100-150℃,and it is mainly due to the high carbon martensite and fine grain size.At these temperature ranges,the hardness will retain about 59.2-61.6 HRC and the Charpy U-notch impact toughness will retain about 17.3-20 J.The morphology of impact fracture surface of tested steel is small dimples with a small amount of cleavage planes.The area of cleavage planes increases with the increasing of tempering temperature.     

以Nb为中间层AgCuTi为钎料连接炭/炭复合材料与不锈钢

在连接温度为900℃、保温时间10 min的条件下,以Nb为中间层,采用AgCuTi钎料对炭/炭复合材料与不锈钢进行连接.利用扫描电镜和X射线衍射对接头界面组织进行分析.实验结果表明,以Nb为中间层、AgCuTi为钎料能很好地连接炭/炭复合材料与不锈钢;连接过程中,钎料中的Ti向炭/炭复合材料界面区聚集并形成含TiC的...     

Laser modification of detonation-gun sprayed ferro-boron coatings on AISI 304L SS

This study reports the synthesis of Ferro boron coatings deposited over AISI 304L austenitic stainless steel substrate using D-Gun (Detonation gun) technique. The microstructure, adhesion and wear properties of the coating were investigated using X-ray diffraction, optical microscopy, scanning electron microscopy, micro-hardness measurements and pin-on-disc wear tests. Hardness of the coated surface was found to increase from 350 HV to about 1600 HV on laser modification. The effect of laser treatment on the microstructural modification of coating is also described.     

超纯铁素体不锈钢新品种研发与应用

简述了铁素体不锈钢的发展趋势与不同品种铁素不锈钢冶炼工艺路线;系统介绍了国内近期研发的超纯铁素体不锈钢新品种成分、力学性能、物理性能、成型性能、焊接性能、耐腐蚀性能、微观组织、特性及用途等;超纯铁素体不锈钢新品种研发与应用对国内不锈钢产业健康发展起到了良好地促进作用。