Fe—C—Si—B合金连续激光非晶化及非晶形成条件的研究

在珠光体球墨铸铁表面Ｆｅ－Ｃ－Ｓｉ－Ｂ激光共晶合金化层上获得了占整个熔池面积的８０％以上的白亮层，经透射电镜明场形貌和电子选区衍射证实白亮层为非晶组织。激光非晶化时熔池底部晶态基体的外延生长是影响非晶化的最关键因素，外延生长的突然中断是实现非晶化的首要条件，外延生长的突然中断只有在共晶成分组成均匀，组织细化以及足够的激光功率密度和扫描速率下才发生。     

激光快速直接制造W/Ni合金太空望远镜准直器

激光直接制造技术(LDM)是基于快速成形和激光熔覆技术而发展起米的直接快速柔性制造先进技术，尤其适用于传统方法难以制造的特种材料或特殊形状金属零件。基于太空望远镜准直器特定的形状和材料要求，运用层叠激光熔覆直接制造方法．研究了W和W/Ni合金的多道熔覆特性、微观组织和激光直接制造过程的稳定性。研究表明，W和W90Ni10多层激光熔覆时后续熔覆层的宽度会越来越窄，最终形成三角形截面；而W60Ni40和W45Ni55合金具有良好的成形效果。采用激光功率2000W，光束直径3mm．扫描速度0．3m／min，送粉速度8g／min的优化工艺参数．直接制造出高度为307mm．直径为191mm，壁厚为3mm，平行度不低于2／1000的圆柱状W60Ni40准直器，未出现裂纹和明显的气孔。结果表明激光直接制造技术可以制造出高质量的传统方法难以制造的特殊材料和形状的金属零件。     

薄膜卷覆法连接双壁碳纳米管长丝接头的激光强化

在已有的薄膜卷覆法连接一维双壁碳纳米管(DWNT)长丝的基础上，对连接接头进行了激光强化的实验研究。研究结果表明，在对接头通过一定强度电流的条件下，利用激光辐照的能量作用，可以使接头处的碳纳米管长丝之间在原来单纯的物理结合(即主要靠范德华力结合)的基础上，通过长丝内双壁碳纳米管管束之间的融合作用形成一定形式的C-C键结合，从而显著提高接头的强度。激光处理之后，接头的最高拉伸强度由处理前的189.5 MPa提高到335.6 MPa。     

Stellite 6+WC激光熔覆层微观组织的演变

采用双简双路送粉法研究了WC含量（体积分数）分别为0％，9％，18％，27％，30％，45％，54％，72和100％时Stellite6 WC的激光熔覆。在E24低碳钢上熔覆的Stellite6 WC涂层微观组织演变中发现了两种明显不同的凝固特征。第一种凝固特征以先共晶枝晶和枝晶间共晶为主导。WC含量从0－36％，加入的WSC完全溶解，凝固组织包含α-Co,σ-CoCr和M7C3类碳化物。第二种凝固特征以各种块状。花状、蝴蝶状及星状析出物和基体为主导，WC含量从45％－100％，大部分WC溶解。基体中最高W含量（质量分数）为26％左右。析出物中的最高W含量达64．6％，微观组织包含WC，Co和各种Co-W-C/Fe-W－C复杂碳化物。激光熔覆纯WC时出现了许多内部含W约91％，外围含W约68％的特殊块状组织，可能是包晶反应冻结的产物。     

激光熔覆(Zr+WC)/FeCSiBRE合金的组织和性能

采用预置激光熔覆技术 ,在 4 5号钢基体表面上熔覆 (1.2 %Zr 40 %WC) /FeC SiBRE合金粉末 ,制备出原位析出的颗粒增强金属基复合材料表层。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪 ,对熔覆层显微组织特征以及硬质颗粒的分布规律进行了观察、分析 ;利用显微硬度计对熔覆层显微硬度的分布进行了测量。熔覆层显微组织特征是树枝状的先共晶奥氏体分布在共晶基体上的亚共晶组织 ;奥氏体在随后的冷却过程中转变为马氏体。熔覆层与基体成良好的冶金结合 ;能谱分析表明熔覆层内原位析出的硬质颗粒是以WC为主的复合碳化物 ,弥散分布在枝晶内 ,也可被固液界面推移至晶间与共晶共存。颗粒的尺寸小于 1μm ;熔覆层显微硬度在 5 0 0～ 6 0 0HV0 .2之间     

Fe-C-Si-B合金连续激光非晶化层的组织构成研究

在铸铁表面Ｆｅ－Ｃ－Ｓｉ－Ｂ激光共晶合金化层上获得了许多表征非晶态的白亮层，其中最大的占整个熔池面积的８０％以上。共晶基体外延生长层的突然中断是得到白亮层的首要条件。经透射电镜和高分辨率扫描电镜分析发现，白亮层由结构不同的三个亚层组成：表层为均匀的纳米晶，中部为非晶态，底层是不均匀的纳米晶。     

钢和铸铁激光淬硬的工艺原理探讨

讨论了钢和铸铁在激光表面淬硬时的物理冶金学过程,提出了激光淬硬获得优良效果的工艺设计依据,介绍了对钢铁零件激光淬硬表层的检验方法。     

斯太立合金加WC激光熔覆

研究了用双筒送粉器分别输送Stellite6和WC,WC体积含量分别为0％,9％,18％,27％,36％,45％,54％,72％和100％的高功率CO2激光熔覆性及其演变。结果表明,当WC体积低于18％时,激光熔覆不出现裂纹。WC体积分数进一步增加,熔覆层平均硬度和裂纹率增加而高宽比减小。显微组织演变可分为两段：WC体积从0％到36％为第一段,WC完全熔化并溶解,凝固组织主要由枝晶和枝晶间共晶组成,W含量分别为9．68％和21％。WC体积分数从45％到100％时为第二段,大部分WC熔化和溶解,显微组织主要由基体和沉淀于其中的W化合物组成,溶解于基体的最大W偏一为26％左右。混合粉末中WC越多,W在W化合物中的含量也越多,其最高含量可达到64．55％。     

送粉式激光熔覆层横截面面积的分析模型

在分析自动送粉式激光熔覆材料加入方式、粉粒运动规律、吸热特性以及粉末云对激光束强度衰减规律的基础上,给出粉粒速度、激光作用效率及熔覆层横截面面积的计算公式;结合相关的材料物理参数和工艺参数进行理论计算,利用金相法实际检测了熔覆层的横截面面积。结果表明,理论值与实际值反映的规律相同,客观地反映了激光熔覆工艺参数与结果之间的关系。     

国际激光材料加工研究的主导领域与热点

根据六届国际激光与光电子学应用会议和三届中国全国激光加工学术会议报告论文的统计数据,归纳总结出国际激光宏观材料加工的15个主导研究领域和激光微纳加工的7个主导研究领域.根据1247篇国际会议论文和231篇国内会议论文在22个主导研究领域的分布,得出国际激光宏观加工的5个研究热点方向和激光微纳加工的4个研究热点方向.中国激光材料加工研究已覆盖国际激光材料加工研究的大部分主导研究领域,中国在激光表面强化特别是激光熔覆方面的大量深入研究已形成优势;中国在新型激光器和激光微纳加工领域的研究尚显薄弱,需要加强.