齿轮宽带激光淬火组织和应力分析

利用扫描电镜、透射电镜和X射线应力分析系统,对齿轮宽带激光淬火后淬硬层显微组织和应力特性进行了细致分析.结果表明其组织分为:淬硬层、过渡层、高温回火区三层.淬硬层主要是由马氏体和残余奥氏体组成;过渡层为马氏体和回火索氏体混合组织;高温回火区由回火索氏体组织组成.激光淬火硬化层应力状态为压应力.     

激光淬火齿轮组织和应力分析

采用扫描电镜、透射电镜和X射线应力分析系统，对齿轮宽带激光淬火后淬硬层显微组织和应力特性进行了研究，结果表明：激光淬火硬化区依其组织特征，大致分为3层：第1层为表面完全淬硬层，其主要是由马氏体和残余奥氏体组成；第2层为过渡层，由马氏体和基体上分布着回火析出的碳化物混合组成；第3层为高温回火区，由回火索氏体组织组成．激光淬火硬化层应力状态为压应力．     

热处理工艺对27SiMn钢组织及力学性能的影响

为得到热处理工艺对27SiMn钢显微组织及力学性能的影响,制定了9种热处理工艺,并对其进行显微组织观察和力学性能测试.实验结果表明,27SiMn钢淬火＋回火后的显微组织与回火温度和时间有关,当回火温度低、时间短时,显微组织为回火屈氏体＋马氏体;当回火温度高、时间长时,显微组织为回火屈氏体＋回火索氏体.同时,回火温度和时间对27SiMn钢的力学性能有很大影响,当回火温度为450℃,时间为45 min时力学性能最高,抗拉强度为1 175 MPa。当热处理温度为490℃,时间为75 min时力学性能最差,抗拉强度为975 MPa.综合分析27SiMn钢热处理最优工艺为900℃淬火＋475℃回火75 min。     

激光相变硬化对42CrMo钢的组织与性能的影响

本文对低温回火态的42CrMo钢的激光相变硬化进行了实验研究,试验了激光相变硬化处理的工艺参数对硬化层显微组织、硬化深度、显微硬度变化以及对耐磨性能的影响。结果表明:经激光相变硬化处理后,42CrMo钢的表面层硬度可达Hv1150,硬化层的显微组织主要是高缺陷密度的隐针马氏体。与常规淬火处理相比,显微硬度提高一倍多,耐磨性提高四倍左右。最后探讨了激光相变硬化的机理。     

碳钢激光表面钨和硅合金化的组织

使用1.5kW连续波CO_2激光器住45~#钢基体上进行钨和硅的表面合金化。研究了激光表面合金化工艺参数对激光表面合金化层的平整度、硬度及显微组织的影响。用实验优化了激光表面合金化参数,对具有3个不同区的合金化层结构和热影响区的组织进行了分析讨论。     

热处理工艺对35NCD16合金钢组织和性能的影响

研究了热处理工艺对35NCD16合金钢组织和性能的影响,采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸实验、硬度实验等设备及实验方法对875℃淬火,550℃、560℃、570℃和580℃不同温度回火后的材料进行组织观察和性能测试,分析其显微组织和力学性能变化规律,从而得出最佳热处理工艺参数.实验结果表明:875℃淬火+高温回火能有效改善35NCD16合金钢的显微组织,在实验温度范围内,35NCD16钢于550℃、560℃发生二次硬化现象,尤以550℃更为显著,此时硬度、抗拉强度、延伸率达到最大值,分别为42.07 HRC、1 309 MPa和15.42%,断口呈微孔聚集型特征,大韧窝中分布着小韧窝;温度超过560℃,则出现过时效现象,580℃时硬度降至35.13 HRC,抗拉强度降至1 048 MPa,延伸率降至12.83%.因此,35NCD16合金钢的最佳热处理工艺为875℃淬火+550℃回火.     

激光淬火齿轮组织分析

利用扫描电镜、透射电镜对40CrNiMoA钢激光淬火齿轮淬火区组织进行了细致的分析。结果表明：其组织分为淬硬层、过渡区和基体三层。淬硬层为马氏体组织，过渡区为马氏体与回火索氏体的混合组织，基体为四火索氏体。     

单道激光熔覆Ni基合金涂层的组织与性能研究

采用10 kW高功率连续CO2横流激光器在Cr12MoV模具钢表面单道熔覆Ni60AA合金粉末,研究不同激光工艺参数对熔覆层组织和硬度的影响,利用光学显微镜观察熔覆层显微组织,并用自动转塔显微硬度计测量熔覆层显微硬度.结果表明：激光功率的大小对热影响区附近的显微硬度影响不大,扫描速度为400 mm/min时熔覆层次表层硬度可以达到856 HV0.2.熔覆层主要相组织是富Ni的γ-Ni奥氏体枝晶和多元共晶的混合组织,Cr,B等元素的碳化物硬质相弥散分布在基体上.     

65Mn钢激光表面强化工艺参数研究

目的 研究激光强化工艺参数对65 Mn旋耕刀基体显微硬度的影响,以表面硬度和磨损量为表征参数,寻求最佳工艺参数.方法 采用设计正交实验方法确定激光参数、激光功率、扫描速度和光斑直径变化区域.通过激光强化区的金相组织和表面显微硬度,确定影响因数的大小.结果 激光影响区的金相组织主要为马氏体,影响表面硬度的参数主要是激光功率,其次是扫描速度,而光斑直径影响最小.结论 当激光功率1 200 W、扫描速度20 mm/s,光斑直径2.5 mm,强化区的显微硬度达到最大值.     

齿圈激光表面相变硬化处理技术研究

本文对齿圈齿面的激光表面强化技术进行了研究.提出了齿圈齿面激光表面淬火的偏置技术、变速扫描技术和辅助冷却技术,获得了沿齿面均匀分布的硬化层.检测表明:齿圈精度最大下降1级.采用扫描电镜和透射电镜,对齿圈激光淬火后淬硬层显微组织特性进行了分析,结果表明:激光淬火硬化区依其组织特征,大致分为三层.     

Effects of Electropulsing Cutting on the Quenched and Tempered 45 Steel Rods

Electropulsing is introduced into the cutting process for quenched and tempered 45 steel, which is a novel method to improve the material machinability compared with the conventional cutting process. The effects of electropulsing on cutting performances, microstructure evolution, and surface qualities of 45 steel rods were studied. The results indicate that electropulsing is beneficial for the cutting process in 3 aspects as follows:(1) reducing the principal cutting force, surface microhardness and surface roughness of the machined sample dramatically;(2) improving the machining efficiency and prolonging the life of cutting tools;(3) decreasing the thickness of rheological layer which was usually caused by work hardening in the cutting process. The morphology and microstructure of the cutting chips showed that the length of the chips increased significantly with the increase of the current density. The advantage of electropulsing is that it can improve the plastic deformation capability as well as increase the lubricating property between the specimen and the cutting tool.     

低合金高强度双相耐磨钢热处理工艺研究

采用光学显微镜、电子显微镜和万能力学试验机对热处理后的低合金高强度双相耐磨钢试样进行组织观察和力学性能测试。结果表明,水淬后的试样微观组织为贝氏体-马氏体双相组织;250℃回火后的试样微观组织为回火马氏体和贝氏体;450℃和600℃回火后的试样微观组织分别为回火马氏体和贝氏体。水淬250℃回火后的试样具有最佳强度和塑性配比,其抗拉强度和屈服强度分别为1491.4 MPa和1264.6 MPa,HRC硬度为43,延伸率为9.42%。     

激光熔凝对4Cr5MoSiV模具钢组织及性能的影响

采用激光熔凝对4Cr5MoSiV模具钢进行了表面改性处理,研究了激光熔凝处理对模具钢组织和力学性能的影响．结果表明,材料经熔凝处理后,由表及里依次为熔凝层、淬火层、热影响区和基体．熔凝层由典型的柱状晶组成,熔凝层和淬火层之间存在一层极薄的等轴晶区;淬火层的晶粒发生细化和超细化．强化层厚度达1．1mm,平均硬度比基体提高26％,热影响区的厚度为0．3mm左右,强化层的耐磨性和耐腐蚀性显著提高．     

激光功率参数对GCr15钢组织和抗磨性能的影响

为研究不同激光功率参数对激光硬化后的最终显微组织、硬度和耐磨性的影响,应用宽带扫描技术进行了GCr15轴承钢激光强化处理试验,用光学显微镜和扫描电镜、x射线衍射仪等现代测试手段对GCr15轴承钢试样的显微组织和形貌尺寸特征进行了分析,磨损试验在MM200磨损试验机上进行.结果表明,激光参数变化所产生的显微组织变化造成了表面硬度值和磨损率的较大差异.激光功率大时,激光硬化层表面未溶碳化物量减少,使得表面马氏体中碳的质量分数增加,表面硬度增高.在干摩擦磨损过程中,激光改性层表面发生摩擦诱发马氏体相变.在干摩擦和油润滑两种条件下,激光功率越大,激光硬化层的抗磨损性越好.     

膜结构裁剪设计中的仿真成形及质量评价

改进了传统的膜结构设计过程,即加入了膜结构缝合后模拟成形的过程;利用非线性有限元法,将设计（找形、裁剪）完成的膜结构仿真成形,从理论上检验裁剪膜片仿真成形后的应力状态,提出了裁剪膜片的质量评价标准;对常见的马鞍形膜面和伞形膜面进行了仿真成形分析,考察了结构矢跨比、裁剪宽度以及裁剪方向3个因素对其裁剪质量的影响。结果表明：所得结论能够为膜结构裁剪设计提供参考。     

Wear performance of laser surface hardened GCr15 steel

In order to assess the new tribological properties of laser surface hardened GCr15 steel, the wear resistance between specimens treated with laser and those of conventionally hardened under dry sliding conditions was compared. The change of wear mechanisms in laser hardened GCr15 resulted in a distinct difference in wear rates. The results showed that quenched zones not only had sufficient depth of hardening and higher hardness, but had more retained austenite and finer carbides because of a higher degree of carbide dissolution. Laser surface hardened GCr15 steel specimens exhibited superior wear resistance to their conventionally hardened specimens due to the effects of the microstructure hardening, high hardness and toughness. The wear mechanism for both the laser quenched layer and conventionally hardened layer was highly similar, generally involving adhesive, material transfer, wear-induced oxidation and plowing. When conventionally hardened block specimens rubbed against the laser hardened specimens, the surface of conventionally hardened block specimens was polished. The microstructural thermal stability was increased after laser surface treatment.     

飞秒激光切割CFRP质量实验及模拟研究

为了探究飞秒激光切割碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的主要影响因素,采用控制变量法探究了不同能量密度和光斑重叠率对热影响区宽度、表面粗糙度及切缝锥度的影响规律,基于双温方程,采用时间差分法模拟了飞秒激光与碳纤维相互作用时电子-晶格的温度场演变过程。实验结果显示:在脉冲频率不变条件下,提高激光功率可使切缝热影响区宽度增加,粗糙度及切缝锥度加大,切割质量下降;在固定激光功率并单一提升脉冲频率条件下,切割质量随脉冲频率增加而降低并趋于饱和。模拟结果显示:能量密度越大,电子和晶格的平衡温度越高,达到热平衡所用的时间越长,热效应越明显。分析指出光斑重叠率和脉冲能量密度是影响加工质量的两个重要因素,激光功率及脉冲频率的改变可改变脉冲能量密度和光斑重叠率,间接影响加工质量。     

PDC刀具切削花岗岩的过程研究

采用新型刀具ＰＤＣ（聚晶金刚石复合片）切削花岗岩，观察花岗岩的切削破碎过程和ＰＤＣ刀具的磨损过程、形貌及切削力的变化．研究结果表明：ＰＤＣ刀具切削花岗岩的过程即为岩石破碎的循环过程，当切削深度较小时，岩石的矿物特性对破碎过程的裂纹扩展起着主导作用；采用浸水切削方式，能有效地降低花岗岩切削过程的切削力；ＰＤＣ刀具的磨损机理主要是机械作用引起聚晶金刚石层微裂纹产生并扩展而导致的金刚石颗粒的微观解理破碎．研究结果为优化花岗岩的切削条件、合理设计切削花岗岩的ＰＤＣ刀具及合理使用低压水射须辅助切削技术提供了理论依据。     

40Cr钢加碳激光合金化研究

对40Cr钢进行表面加碳激光合金化处理,得到深0.25-0.35mm的白口铸铁层,白口铸铁层主要由莱氏体和树枝状结晶组织组成,晶粒明显细化,显微硬度高达1200HV以上,热影响相变区组织为马氏体,并存在有针状马氏体到隐晶马氏体的分层,硬度为710－780HV,比常规淬火明显提高,采用高的激光密度,快的扫描速度,有助于晶粒的细化,从而使硬度提高。磨损实验表明,白口铁层的磨损性能比常规淬火样品提高约50％。