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。     

AM50A镁合金激光表面熔凝层的强化效果与机理

采用CO2连续激光对AM50A镁合金表面进行熔凝处理,分析激光熔凝层的组织、性能和强化机理.结果表明:激光熔凝层晶粒得到高度细化,且随着扫描速度的增大,晶粒细化更为明显;熔凝层内合金元素Al的固溶度增加,β(Mg17Al12)的含量有所减少,但β相的分布更加均匀弥散;熔凝层的显微硬度(Hv55～75)明显高于基体的显微硬度(约HV40).磨损实验表明,激光熔凝试样的磨损体积是未处理试样的35%,耐磨性有了较大提高.熔凝层的强化机理主要是细晶强化,此外合金元素Al固溶度的增加及β相的弥散析出也有一定的强化效果.     

激光熔凝处理20CrNi钢轧辊的组织及性能

采用5kW连续CO2激光器对20CrNi钢进行激光熔凝处理.并对显微组织、硬度、抗回火性及耐磨性进行分析.结果表明,激光熔凝区和相变硬化区生成马氏体组织,熔凝区硬度明显提高.20CrNi钢经激光熔凝处理后,由于细晶强化及合金元素的同溶强化作用,抗回火性明显提高.20CrNi钢的磨损机制是疲劳剥落及犁削,激光熔凝处理后耐磨性显著提高,磨损表面平整,磨痕较浅.     

Cr5钢支承辊激光熔凝强化

采用光纤激光对Cr5钢支承辊表面进行激光熔凝强化处理,通过组织、显微硬度和耐磨性能分析,研究激光功率和扫描速度对单道熔凝层,以及激光功率和扫描间距对多道熔凝层的影响规律.结果表明,激光熔凝处理显著改善了Cr5钢支承辊的表面性能,单道熔凝层显微硬度可达800HV;多道熔凝的后道激光处理对前道熔凝层存在回火作用,但熔凝层仍具有良好的热稳定性,熔凝层平均硬度约为600～700HV,熔凝试样的磨损量比未经处理的基体减小约10倍,熔凝层耐磨性能明显提升.在本实验条件下,激光功率1.4 kW、扫描速度0.48?m/min、扫描间距2.2?mm时,可较好地兼顾生产效率及Cr5钢激光熔凝层的耐磨性能.     

激光熔凝强化45钢的组织与性能

对45钢进行激光熔凝加工,研究了激光处理后的组织结构及显微硬度,并探讨了它的影响因素。结果表明:激光熔凝组织由表层熔凝区、完全淬火区、不完全淬火区和热影响区组成;完全淬火区的显微硬度最高。除表面熔凝区薄层外,随距表面深度的增加,该组织的显微硬度逐渐减小。     

光纤激光-渗氮处理对Cr12MoV钢组织和性能的影响

采用IPG的YLS-3000型光纤激光器对Cr12Mo V钢表面进行原位激光-渗氮处理。通过光镜、扫描电镜、X射线衍射及金相显微硬度计,分析研究不同激光处理参数对渗氮层组织及性能的影响。结果表明,在扫描速度和离焦量一定的条件下,Cr12Mo V激光熔凝层深度随激光功率的增加而增大,激光渗氮处理可使材料表面显微硬度提高。Cr12Mo V钢激光渗氮后的组织由熔凝区、热影响区及基体三部分组成。随着激光熔凝速度的增大,熔凝区树枝晶逐渐变得细小。随着激光熔凝功率的增加,熔凝区树枝晶逐渐变得粗大。熔凝层的硬度峰值出现在距材料表面1.0 mm附近,两侧呈对称降低,硬度峰值则随激光功率的增加而增加。     

45钢光纤激光熔凝工艺

采用光纤激光对45钢表面进行了激光熔凝处理研究. 结合熔凝层深度、组织、显微硬度和摩擦磨损性能分析,研究了多道激光熔凝的激光功率、激光扫描间距对熔凝工艺的影响规律. 结果表明,在改变激光功率的研究中,熔凝层深度随激光功率的增大而增加,熔凝层的显微硬度呈周期性变化,后道激光处理对前道熔凝层存在回火热处理作用. 在改变激光扫描间距的研究中,进一步验证了后道激光熔凝对前道的热影响作用,同时适当增大扫描间距,获得软硬相间的熔凝层表面,有利于改善钢材表面的耐磨性能,同时可适当提高激光熔凝处理的生产效率.     

强冷T8钢激光熔凝处理的研究

研究了室温和强冷（－１９６℃）Ｔ８钢激光熔凝处理后的组织和性能．结果指出，强冷基体使熔池尺寸变小，熔池中奥氏体晶粒细化，表面显微硬度及硬度梯度峰值提高．     

激光表面熔凝处理过共晶Al-Si合金的疲劳裂纹扩展行为

试验研究了Al-20%Si合金在激光表面熔凝处理后的显微组织特征及激光表面熔凝处理对合金疲劳裂纹扩展形为的影响。结果表明,激光表面熔凝处理使试验合金的显微组织得到了明显细化,熔凝层主要由细小的初生Si、-αAl及Al-Si共晶相组成,熔凝层的硬度显著提高;在应力比R为0.1和0.5的试验条件下,激光表面熔凝处理显著提高了试验合金的疲劳裂纹扩展抗力。     

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.     

激光表面熔凝处理对共晶铝硅合金疲劳裂纹扩展的影响

研究了共晶铝硅合金在激光表面熔凝处理后的显微组织变化及激光表面熔凝处理对合金疲劳裂纹扩展的影响.结果表明,激光表面熔凝处理使试验合金的表层微观组织发生显著变化,熔凝层中的初生α-Al枝晶相和共晶Si相均有明显细化,熔凝层的硬度显著提高;在应力比R为0.1和0.5的试验条件下,激光表面熔凝处理能显著提高共晶铝硅合金的疲劳裂纹扩展抗力.     

40Cr钢光纤激光淬火强化效果与残余应力

为提高40Cr钢的耐磨性和疲劳性能,利用YLS-4000型光纤激光器对40Cr钢表面进行淬火强化。利用扫描电镜、显微硬度计等对淬硬层组织和硬度进行了分析,采用X-350A型应力测定仪对淬硬层的残余应力和残留奥氏体进行了测试。结果表明:40Cr钢表面激光淬硬层主要由板条状马氏体组成,马氏体的体积分数在95%以上,马氏体晶粒较基体组织有明显细化;淬硬表层的平均显微硬度(710.5 HV)显著高于基体(235.5 HV),随着到表面距离的增加硬度值逐渐降低至基体硬度;淬硬层表面产生较大的残余压应力,压应力值高达230 MPa以上。     

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.     

45钢激光熔凝的组织与性能研究

采用TJ-HL-T5000型连续横流CO2激光器对45钢表面进行激光熔凝处理.通过熔凝后的组织和性能变化,研究了熔凝处理对45钢的影响.结果显示,表面熔凝后的组织受固溶强化、位错强化和细晶强化等强化作用,使材料机械性能显著提高.     

45钢激光熔凝的组织与性能研究

采用TJ-HL-T5000型连续横流CO2激光器对45钢表面进行激光熔凝处理.通过熔凝后的组织和性能变化,来研究熔凝处理对45钢的影响.结果显示,表面熔凝后的组织受到固溶强化、位错强化和细晶强化等强化效果,使得材料力学性能显著提高.     

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。     

硼铸铁缸套激光表面熔凝组织和性能的研究

为了提高硼铸铁缸套的耐磨性能，对硼铸铁气缸套进行激光熔凝处理。利用扫描电子显微镜观察了激光熔凝处理后的显微组织。利用显微硬度计检测了激光熔凝组织的显微硬度，同时进行了以GCr15钢标准环为配副的环块磨损试验。研究结果表明，硼铸铁经激光熔凝处理后得到了共晶莱氏体 马氏体组织，而且激光熔覆层厚度可控，组织和性能稳定，熔凝强化表层显微硬度达到800-1200HV0.2。磨损试验结果显示，激光熔凝处理后，磨损截面积比未处理的试样减小了44.4%，从而表明激光熔凝处理是提高硼铸铁缸套耐磨性能的有效手段。     

激光熔凝对高速火焰喷涂硬质合金层耐磨性的影响

利用高速火焰喷涂在45钢表面制备了Ni60AA和DZ-WC-12Co硬质合金层,再采用5 k W连续CO2激光器进行激光熔凝。通过GX51金相显微镜观察显微组织,HXS-1000TAY维氏硬度计测量硬度分布,MM-W1B立式万能磨损试验机进行磨损试验。结果表明,激光熔凝显著地消除了硬质合金层中未熔硬质合金颗粒、孔洞及裂纹等缺陷,组织更加细小、均匀;激光熔凝后,硬质合金层的硬度提高,平均显微硬度高达647 HV0.3。在试验条件下,激光熔凝后的硬质合金层的摩擦因数从原来的0.1373降至0.0948,激光熔凝可明显改善涂层的耐磨性能。     

ZL101合金激光熔凝强化处理

采用5 kW CO2激光器对ZL101合金表面进行激光熔凝强化,用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度计对熔凝层与铝合金基体的界面结合区的组织结构和显微硬度进行分析。结果表明,重熔后的ZL101显微组织分为熔凝区、热影响区和基体。熔凝区与基体相比,组织明显细化,共晶Si由针条状变为细小颗粒状。表面熔凝区的硬度较基体提高了20%。     

渗碳与激光相变强化复合处理16Cr3NiWMoVNbE 钢的组织演化

目的 增大16Cr3NiWMoVNbE钢经渗碳强化后的强化层深度，细化晶粒尺寸，提高表面力学性能，并减小工件热变形，缩短工艺周期。方法 将渗碳与激光相变强化相结合，利用“短时”渗碳提高表面含碳量，再通过激光快速局部加热，为碳原子扩散提供理想通道，改善强化层深度。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜，分别评价材料的金相组织、高倍显微组织，并通过显微硬度计、纳米力学探针对激光相变强化处理后的硬化层截面硬度、纳米硬度、弹性模量进行测试，揭示渗碳和激光相变复合强化16Cr3NiWMoVNbE钢的组织演化和强韧化机理。结果 随着激光能量输入量的增加，复合强化层的深度提高了约50%，显微硬度最大值为792HV，显微硬度提高了约30%，弹性模量、显微硬度呈先增加后降低的趋势，强化层显微组织板条逐渐减少，且尺寸不断粗化，残余奥氏体由薄膜状转变为块状，数量逐渐增加，碳化物聚集球化且数量减少。结论 16Cr3NiWMoVNbE钢经渗碳和激光相变复合强化后，得到了塑韧性优异的复合强化层，为航空发动机关键传动部件表面强化提供了新思路和理论支撑。