CO2激光诱发锆英石耐火材料结构转变的研究

通过对锆英石（ZrSiO4）耐火材料进行激光表面重熔处理，耐火材料表面的致密度得到提高，组织发生了转变。采用SEM、EDX、XRD研究了激光诱发耐火材料的微观组织和相结构的转变。结果表明：在激光扫描速率为4～16mm／s范围内，均能有效熔化高熔点锆英石：随着扫描速率的增加，熔凝层厚度呈线性下降；扫描速度为4mm／s时，裂纹和孔隙得到消除，但增加到8mm／s、12mm／s、16mm／s时，熔凝区出现了孔隙且在重叠区产生了裂纹。激光熔凝区组织以枝晶结构和枝晶间偏析为主，激光熔凝处理导致相ZrSiO4分解为ZrO2和SiO2，加热过程中SiO2在一定程度上选择性气化，快速凝固过程中形成聊．ZrO2相取代了平衡条件下的ZrsiO4相。     

γ/γ'-αMo定向共晶合金激光快凝的微观组织研究

对γ/γ'-αMo定向共晶合金进行激光快凝实验.结果表明,激光快凝后,合金组织细化,偏析减少,硬度显著提高.在激光脉冲平行于定向共晶生长方向时,熔凝区重新生长出更细密的定向共晶组织;激光脉冲垂直于定向共晶生长方向时,熔凝区由更致密的胞状晶和枝晶组成.在熔凝区的枝晶组织中,枝晶臂由γ固溶体及从该固溶体析出的细小γ'相组成;枝晶间由含有γ'的γ固溶体和富Mo亚稳相的共晶组成,亚稳相包括[αMo(ordered)],Ni3Mo和[Ni3Mo(ordered)].     

γ/γ′-αMo定向共晶合金激光快凝的微观组织研究

对γ/γ′-αMo定向共晶合金进行激光快凝实验.结果表明,激光快凝后,合金组织细化,偏析减少,硬度显著提高.在激光脉冲平行于定向共晶生长方向时,熔凝区重新生长出更细密的定向共晶组织;激光脉冲垂直于定向共晶生长方向时,熔凝区由更致密的胞状晶和枝晶组成.在熔凝区的枝晶组织中,枝晶臂由γ固溶体及从该固溶体析出的细小γ′相组成;枝晶间由含有γ′的γ固溶体和富Mo亚稳相的共晶组成,亚稳相包括[αMo（（ordered））],Ni3Mo和[Ni3Mo（（ordered））].     

γ—TiAl基合金的表面激光处理及超塑性扩散连接

较系统地研究了AiAl基合金激光快速熔凝组织细化特征及该类组织的超塑连接规律。结果表明,激光处理后试样表面熔凝区的组织主要为胞状枝晶组织,经后续热处理后转变为细小的等轴晶粒组织,并形成了良好的超塑连接条件。利用该表面组织对试样进行超塑扩散连接,探讨了连接温度,压力和时间对连接效果的影响。表面细化组织试样与整体细化组织试样的超塑连接具有基本相同的连接规律,在连接温度900℃,连接压力60MPa,连接时间1h条件下,可以实现试样的超塑扩散连接。     

γ—TiAl基合金超塑扩散焊接

利用激光快速熔凝表面技术,在Ti-45Al-2Mn-2Nb(原子分数,％）＋0．8％TiB2(体积分数）合金试样表面上获得细晶组织,并对其进行了超塑扩散焊接,研究表明,经过激光处理后,试样表面形成了熔化区、固态相变区,其中表面熔化区的织以胞状枝晶组织为主,经过等温处理后,在试样表层形成了等轴细晶组织,在该表面上对试样进行超塑扩散焊接,结果表明,在900℃和60MPa条件下,由于细晶组织具有良好的超塑性,可以通过晶界滑移进行超塑变形和原子扩散,在较短的时间内实现合金的超塑连接。     

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.     

粉末烧结钕铁硼激光熔凝层的易磁化轴取向

研究当各向异性粉末烧结Nd15Fe77B8永磁体的磁化方向分别与x,y,z轴平行时,其上激光熔凝层中Nd2Fe14B胞柱晶的易磁化轴的取向特征.采用XRD,SEM,Bitter粉纹等实验方法对粉末烧结Nd15Fe77B8永磁体表面的激光熔凝层进行了分析.结果表明:当磁体的磁化方向分别与x,y轴平行时,其上激光熔凝层中Nd2Fe14B胞柱晶的易磁化轴具有与粉末烧结基体相同的取向;而当磁体的磁化方向与z轴平行时,其上激光熔凝层中的Nd2Fe14B胞柱晶的易磁化轴在xoy平面内随机分布.在激光快速熔凝条件下,磁体表面激光熔凝层中的胞状Nd2Fe14B的择优生长方向为[100]晶向.     

激光快速熔凝对一种铸造Ni基超合金显微组织和耐磨性能的影响

本文研究激光快速熔凝对一种新型Ni基铸造超合金显微组织和磨蚀磨损性能的影响。高Mo,W含量Ni基铸造合金是一种具有低膨胀系数和耐磨耐蚀等特种工程性能的新型材料。因合金中难熔重元素含量较高(33wt-％Mo,17wt-％W),其铸造组织粗大,含有大量高熔点相,并存在严重偏析。用高能量密度激光快速熔凝表面处理之后,合金组织发生显著改变。全部高熔点相熔化,明显提高固溶度;结晶组织细化,分别为精细枝晶、胞状枝晶、胞状晶和平面凝固组织;熔区内合金元素均匀分布,基本消除偏析。合金组织变化使其性能进一步改善,熔区硬度明显增加,提高了抗磨擦磨损和在酸性介质中的耐磨蚀性能。     

INFLUENCE OF LASERGLAZE ON MICROSTRUCTURE AND WEAR RESISTANCE OF A CAST Ni-BASE SUPERALLOY

本文研究激光快速熔凝对一种新型Ni基铸造超合金显微组织和磨蚀磨损性能的影响。 高Mo,W含量Ni基铸造合金是一种具有低膨胀系数和耐磨耐蚀等特种工程性能的新型材料。因合金中难熔重元素含量较高(33wt-％Mo,17wt-％W),其铸造组织粗大,含有大量高熔点相,并存在严重偏析。 用高能量密度激光快速熔凝表面处理之后,合金组织发生显著改变。全部高熔点相熔化,明显提高固溶度;结晶组织细化,分别为精细枝晶、胞状枝晶、胞状晶和平面凝固组织;熔区内合金元素均匀分布,基本消除偏析。 合金组织变化使其性能进一步改善,熔区硬度明显增加,提高了抗磨擦磨损和在酸性介质中的耐磨蚀性能。     

单晶镍基高温合金DD8激光快速熔凝组织

DD8单晶镍基高温合金经激光扫描快速熔凝后, 熔池表面宽度随扫描速率增加变窄; 一次枝晶间距随冷却速率增加而减小. 分析表明: 熔凝后元素的枝晶偏析不明显, 合金成分趋于均匀. 熔凝后的凝固形态由熔池底部到表面依次为准平面凝固、胞状凝固、胞枝状凝固和细密枝晶凝固. 准平面和胞状凝固区由γ固溶体及弥散γ'相 (20 nm) 组成. 在胞枝晶和枝晶凝固区, 枝晶间出现一种高Ti含量条状相. 在过渡区, γ固溶体及γ'相皆部分熔凝, 未全溶的γ'相成为熔凝再析出弥散γ'相的核心, 过渡区γ'相呈堆状分布.     

激光表面淬火对铬钼铸铁组织和硬度的影响

采用TH-3DC3000型激光加工系统对铬钼铸铁进行了激光表面淬火处理,研究了不同激光功率和扫描速度对铬钼铸铁显微组织、表面硬度及硬化层深度的影响。结果表明,经激光表面淬火后,铬钼铸铁的组织由硬化区、过渡区和基体3个区域组成,硬化区组织为隐晶马氏体、残留奥氏体和球状石墨,过渡区组织为隐晶马氏体、珠光体和球状石墨,基体组织为铁素体、珠光体和球状石墨。在激光表面淬火未对试件产生过热影响时,激光功率的增大和扫描速度的降低均会提升铬钼铸铁的表面硬度和硬化层深度。在5 mm×20 mm的矩形激光光斑下,确定最优的参数组合为激光功率2300 W、扫描速度0.003 m/s,采用该参数组合对铬钼铸铁进行激光淬火处理时,表面硬度为760 HV0.3,硬化层平均硬度为724 HV0.3,硬化层深度可达1.4 mm以上。     

合金铸铁激光热处理研究

研究了活塞环合金铸铁激光表面处理后的组织和硬座变化．研究表明：激光表面处理能极大地提高材料的表层硬度；硬化区由熔化区和相变区两部分组成，硬化区中的高碳针状马氏体是材料表层获得高硬度的主要原因．     

用高能束流进行钛合金表面改性

概述了利用高能束流进行材料表面改性的技术及其对钛合金表面改性的应用。这些技术包括激光固态相变强化处理,激光表面熔凝处理、激光表面合金化、离子注入、离子束混合和离子束辅助气相沉积。钛合金经高能束流表面改性处理可以提高其表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。     

激光裂解参数对聚二甲基硅氧烷陶瓷化的影响

目的采用激光裂解聚二甲基硅氧烷先驱体(PDMS)法制备陶瓷涂层。方法在清洁的钢基体表面均匀涂覆PDMS溶液,恒温固化后得均匀有机涂层。用CO_2连续激光匀速扫描该涂层,裂解后得到陶瓷涂层。通过电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段,分析了激光裂解PDMS产物的组成与结构,研究了激光功率、激光扫描次数、扫描线速度等激光参数对PDMS陶瓷化的影响。结果较低激光功率(如700 W)、较少的扫描次数(如1次)和较大的扫描线速度(如18 mm/s)都会使制备的涂层表面层块状明显,孔隙较大,裂纹较多。较高的激光功率(如1000 W)、较多的扫描次数(如3次)和较小的扫描线速度(如10 mm/s)有利于涂层的层块结构消失,表面更趋于细化平整。结论激光功率、激光扫描次数、扫描线速度对聚二甲基硅氧烷的陶瓷化程度和晶态β-Si C的生成与相转变有很大影响。激光能量注入高时,聚二甲基硅氧烷吸收的激光能量多,陶瓷化比较彻底,但会使晶态β-Si C发生相变反应,生成非晶态α-Si C,不利于晶态β-Si C的形成。     

激光淬火对高速动车组EA4T车轴钢组织和性能的影响

为提高EA4T车轴钢的表面硬度和耐磨性能,采用激光淬火对调质态车轴进行表面改性。利用扫描电镜、显微硬度计、纳米压痕仪等对激光淬火层的微观组织、相变层深度和硬度进行了详细的表征。结果表明:EA4T车轴钢表面经过不同工艺激光淬火后,相变层内的淬火组织主要由细小的板条马氏体和粒状贝氏体组成,其深度根据工艺不同从100 μm到800 μm不等,并呈现随淬火功率的增加和扫描速度减小,相变层深度逐渐增加的趋势。淬火相变层区域内,车轴钢的显微硬度基本保持在450 HV0.2左右,约为基体硬度的2倍,耐磨性显著提高。由于淬火道次之间搭接的原因,淬火层呈现波形分布,其中波谷马氏体含量高于波峰位置,因此其硬度明显高于波峰处。     

表面工程技术在泵过流部件防护中的应用

过流部件的汽蚀和磨损是泵运行和维护中的难题,为提高泵运行的可靠性和使用寿命,应采取必要的防护措施.阐述了表面粘涂技术、堆焊技术、热喷涂技术和激光表面处理等表面工程技术在泵的过流部件表面防护中的应用,并对表面防护的新技术进行了展望.     

激光合金化过渡区显微结构的观察SCIEI

本文采用EPMA,AES和SEM技术,观察到Fe-Ni-Cr合金涂层和45号钢基体激光合金化后,其熔化区和热影响区之间的过渡区,存在明显的化学不均匀性特征,高温回火时尤为严重,以致形成过渡区一侧脱碳,而熔化区一侧增碳的现象。     

OBSERVATION ON MICROSTRUCTURE OF LASER MELTED TRANSITION ZONE

The surface alloying specimen was made from the steel 45 substrate overcoating byoxygen-acetylene flame spraying Fe-Cr-Ni alloy powder and laser remelting.The chemicalheterogeneity was clearly observed on the transition zone between the laser melted zone andheat-affected zone by means of EPMA,AES and SEM.This heterogeneity is rather seriousduring high temperature tempering,so the decarburization on the transition zone side and therecarburization on the melted zone side were found.     

Microstructure of Zn-2%Cu Alloy Under Laser Rapid Melting—Solidification

利用5kW连续波CO2激光器对Zn-2％Cu包晶合金进行了表面快速熔凝实验研究，扫描速率从6mm／s至1207mm／s．随着凝固速率的提高，该合金微观组织形态由低速平界面向层片状组织、浅胞晶直至高速绝对稳定平界面转变．实验结果表明，该合金微观组织演化规律与利用林鑫等的数值模型和Jackson—Hunt的共晶模型相结合所得到的界面响应函数作出的预测结果吻合较好．     

50CrV钢螺丝刀刃口的激光淬火工艺优化与组织性能特征

为提高螺丝刀头刃口硬度与耐磨性,延长其使用寿命,在已做激光淬火薄壁件预试验基础上,采用大功率光纤耦合半导体激光器于螺丝刀刃口上进行激光淬火试验。利用光学显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验仪等试验测试仪器,分析刃口激光淬火区域组织形态特征、显微硬度及耐磨损性能,确定螺丝刀刃口激光淬火可行的工艺参数。试验结果表明:激光淬火后刃口由完全淬透区、过渡区、基材3部分组成,完全淬透区显微组织为针状马氏体与残留奥氏体,过渡区由马氏体与回火索氏体组成。刃口激光淬火合理工艺参数为激光功率600 W、扫描速度900 mm/min。激光淬火后刃口截面平均硬度为805.7 HV0.3,相对淬火前提高了177.4 HV0.3,表层硬度值达到816.7 HV0.3,相对淬火前提高了188.4 HV0.3。淬火后刃口表面磨损量为0.5 mg,为基材磨损量的27.8%,稳定摩擦因数为0.25,为基材稳定摩擦因数的65.8%。激光淬火工艺能有效提高螺丝刀刃口的显微硬度与耐磨性,可用于螺丝刀刃口表面性能强化。