轧辊钢激光熔凝处理组织及性能研究

应用3KW连续CO2激光器对轧辊钢进行了激光熔凝处理,用金相显微镜、SEM及71型显得同硬度计,进行了显微组织分析和硬度测试,结果发现,其剖面组织区域分为熔化区（粗大的马氏体 残贸奥氏体→奥氏体）、相主为区（马氏体 残留奥氏体 碳化物）、热影响区和基体4个部分,各区域的尺寸及显微硬度与激光功率、扫描速度等工艺参数有关,且激光处理后硬化效果明显。     

激光熔凝W6Mo5Cr4V2（M2）高速钢的显微组织

借助扫描电镜、透射电镜及X射线衍射仪研究了W6Mo5Cr4V2(M2)高速钢激光熔凝后的显微组织,结果表明,熔化区最深处的显微组织细小,其形态类似于铸锭凝固的激冷区。较狭窄的激冷区形成后,长柱状晶向熔体内生长;最后,靠近表面的熔化区上部是细致的等轴细胞状组织,其中细胞晶及柱状晶内部由马氏体和残余奥氏体组成,而合金碳化物M_6C,Cr_7C_3及MC分布在胞晶和柱状晶的界面上.由于存在马氏体组织,因此激光熔凝组织具有HV_(0.1)865—960的高硬度。     

激光功率对MoS2+FeCrNiSi复合涂层组织与性能的影响

采用激光熔覆技术在40Cr钢表面制备了MoS2+FeCrNiSi复合涂层,使用超景深显微镜、显微硬度计及摩擦磨损试验机等研究了不同激光功率对MoS2 +FeCrNiSi复合涂层形貌、显微组织、硬度及摩擦磨损性能的影响.结果 表明:激光功率为2400W时制备的复合涂层的宏观形貌最好,涂层表面连续且平整;涂层的稀释率随着激光功率的增加先减小后增加;复合涂层的组织由树枝晶、柱状晶、胞状晶和胞状树枝晶组成.随着激光功率的增加,涂层显微硬度逐渐升高.当激光功率为2700W时,涂层的硬度最高可达754.7 HV0.5,是基体硬度的3.6倍.当激光功率处于2100～2700 W之间时,随着激光功率增加,涂层平均摩擦系数和磨损量均显著降低,2700W时所制备的涂层耐磨性最佳.     

可锻铸铁激光处理后的表层组织特征

研究了KT350—10可锻铸铁激光熔融处理后的组织和显微硬度,结果表明,其组织可分为熔化区和过渡区两层.熔区中残留的石墨周围在本试验条件下,存在着双壳层组织.在变态莱氏体中,渗碳体呈树枝晶状分布.     

工艺参数对60CrMnMo钢表面激光陶瓷合金化涂层组织与硬度的影响

采用CO2激光器在60CrMnMo钢表面进行激光陶瓷合金化,保持激光功率、搭接率不变,研究了扫描速度和预涂层厚度对合金化层的组织与硬度的影响.利用OM、SEM、显微硬度计对激光合金化层的组织和横截面显微硬度分布进行研究.结果表明,激光合金化层与基体形成了冶金结合,随扫描速度的增加,合金化层厚度减小,合金化层硬度先提高后降低.随预涂层厚度的增加,合金化层硬度也提高.当激光功率为4000W,搭接率为30％～40％,光斑尺寸为3～3.5 mm,预涂层厚度为30～35 μm,扫描速度为2.0 m/min时,合金化层的平均显微硬度最高为1101HV0.2,是基体材料(250 HV)的4.4倍左右.     

激光渗硼处理对Cr12钢组织和性能的影响

利用金相显微镜、显微硬度计和X射线衍射仪等分析测试手段,对经激光渗硼处理的Cr12钢表面组织和性能进行了研究。结果表明:激光渗硼处理后,Cr12钢渗硼区的显微组织为胞状、枝晶状和共晶组织,主要物相包括α-Fe、FeB、Fe2B、B4C和FeCr。硬度最大值为1 641 HV,出现在次表层。     

稀土元素对油管激光合金化层组织及性能影响

在N80油管表面预置Ni-Cr-Ti-B4C-La_2O_3合金粉末,通过激光处理获得与基体冶金结合良好的合金化层,研究La_2O_3添加量对激光合金化层组织和性能的影响。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和显微硬度计对合金化层的组织及显微硬度进行测试分析,利用电化学测试系统测试合金化层的动电位极化曲线。结果表明,La_2O_3添加量影响N80油管表面激光合金化层原位生成TiB_2,TiC相的尺寸及分布、硬度及耐蚀性。当La_2O_3的加入量为0.5%时,激光合金化层中TiB_2,TiC增强相细小且分布均匀,硬度最高,耐蚀性得到改善。     

激光焊接异种钢组织及显微硬度分析

采用激光摆动焊接方法焊接异种钢，利用JMATPro软件计算了母材3Cr13，VG10的平衡相图，通过XRD，SEM，EPMA等技术分别对焊缝、熔合区、热影响区的相组成和显微组织进行了分析，测定了焊接接头的显微硬度分布. 试验结果表明，焊缝主要为α相和碳化物M₇C₃；从熔合线到焊缝中心，组织由平面晶逐渐变为胞状晶、胞状树枝晶、树枝状晶、柱状晶、等轴晶. 焊缝组织存在显微偏析，其中C，Cr元素在晶界富集，Fe元素在晶内富集，同时在晶界处有条棒状的M₇C₃析出. 熔合线附近的母材处有C迁移现象，其中3Cr13侧母材处有类针状马氏体组织产生，VG10侧熔合区存在非对流混合区，在该位置有块状、岛状组织嵌入母材，且在该组织上有片层状的碳化物生成. 熔合线两侧的母材硬度值最大，焊缝区硬度变化较小，热影响区硬度随着远离焊缝中心距离的增加而逐渐减少.     

镍基合金激光直接制造的显微组织与缺陷分析

采用FGH95镍基高温合金粉末进行激光直接制造工艺实验，研究了不同工艺参数对表面形貌、显微组织和显微硬度的影响。结果表明，成形件表面平整无变形，显微组织为细小而致密的柱状晶。有层内生长和外延式生长两种生长方式。同时对其中出现的缺陷也作了研究分析，得到了优化的工艺参数。     

TC4钛合金表面激光NiAl-VC复合合金化的试验研究

为了改善钛合金表面性能,采用CO2激光器在钛合金表面进行了NiAl-VC复合合金化试验,分析了合金化层的组织结构和物相组成,测试了合金化层的显微硬度.结果表明,由于温度梯度和冷却速度的差异,合金化层的最表层、次表层与中下层呈现出不同的组织结构.合金化层与基体实现冶金结合,合金化层含有TiC、Al2NiTi3C、NiTi、Ti2 Ni及Ti3Al多种增强相,使得其显微硬度达996 HV0.1,比基体有较大提高.     

30CrMnSi的激光表面淬火

用大功率CO2激光器对30CrMnSi钢表面进行激光淬火处理,对激光淬火层的组织进行了分析,对淬火层的硬度进行了测试.结果表明,激光淬火层组织显著细化,硬度明显高于基体硬度.     

30CrMnSiA钢激光相变硬化层组织

对30CrMnSiA钢进行了激光相变硬化处理，研究了相变层的组织和硬度特征。试验结果表明，30CrMnSiA钢表面相变硬化层分为完全淬硬层、过渡层和受热影响的基体组织，硬化层的显微组织明显细化，其表面层的硬度高达(685～775)HV，比高频淬火的硬度提高了30％。     

激光热处理提高高速钢耐磨性的研究

研究结果表明，激光重熔可提高Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ高速钢的红硬性，但使耐磨性降低，激光重熔后重新淬火以及固枋相变硬化处理后５００－６００℃３次回火，其耐磨性较常规热处理后显著提高，。     

混凝土输送管内表面激光强化研究

通过显微组织观察、硬度测试、磨损对比试验等对20钢钢管内表面激光熔覆Mn—Cr—WC—Fe复合合金层的性能进行了分析，结果表明，激光熔覆层的组织细小、均匀，硬度明显高于基体硬度，相变区的硬度也得到了较大的提高，熔覆处理后的试样不仅耐磨性能好于处理前，而且由于熔覆层存在大量的Mn元素，在磨损时产生位错强化，进一步提高了抗磨损性能。     

后续热处理对激光熔覆合金层组织与硬度的影响

采用XRD和TEM技术对Ni21 20％WC 0．5％CeO2合金粉激光熔覆层经过后续热处理的组织与性能进行了研究。结果表明，与未经处理的熔覆层相比，经500℃处理后熔覆层的组织和硬度都基本不变；经750℃或800℃处理后，尽管熔覆层相组成相同，但一些相的含量发生了变化，而且在熔覆层基体上析出了更多的Ni3B、Ni483等化合物，亚稳的M6C3相也向M23C6稳定相转化，同时析出的化合物质点有一定程度的粗化，因此其硬度有较明显的下降。     

低碳钢表面Cr—Ni激光合金化的耐蚀性

研究了低碳钢表面Ｃｒ－Ｎｉ激光合金化工艺,并对处理后的合金层组织与性能进行了测试分析。结果表明,Ｃｒ－Ｎｉ激光合金化可获得一特殊的显微组织形态,它不但具有高的硬度,而且有着极强的耐蚀性,由于激光的作用,使低碳钢的基体也产生了一定的强化效果。     

热输入对7A52铝合金光纤激光焊接头组织及性能的影响

采用IPG公司生产的YLS-6000光纤激光器,对6mm厚热轧态7A52铝合金进行焊接,研究不同焊接参数对接头组织及性能的影响。结果表明,焊缝中心为均匀分布的"雪花"状等轴晶,组织为α-Al+T(Mg_3Zn_3Al_2),与母材相同,晶粒大小随热输入的增加而长大;随热输入增加,Mg,Zn元素的烧损逐渐加重;相同热输入下,高功率、高焊速能够降低Mg,Zn元素的烧损;母材硬度最高约为110HV左右,焊缝中心硬度最低,硬度从焊缝中心向两侧母材呈"U"型分布;适当增大焊接热输入,接头的冲击吸收能量和抗拉强度均有所提高;在相同热输入情况下,高功率、高焊速的接头冲击性能降低,抗拉强度有所提高,最大抗拉强度为341MPa,约为母材的69.8%,7A52铝合金光纤激光焊接头拉伸断口形貌呈韧-脆混合断裂。     

激光淬火提高合金铸铁显微硬度的研究

利用激光表面淬火的方法,对Ｇｒ－Ｔｉ－Ｖ合金铸铁进行网格化模式表面改性处理,处理激光器输出功率,光斑直径和扫描速度等工艺参数对显微硬度的影响,以寻求出较优的处理工艺参数。