CA141载重车发动机缸体灰铸铁激光处理工艺参数优化及组织分析

用CO2激光器对用于CA141发动机缸体的灰铸铁材料表面进行激光处理,研究了激光功率和扫描速度等工艺参数对硬化层硬度和表面粗糙度的影响,从而优化了工艺参数,并对激光处理区的显微组织进行了观察分析.     

工作电流对球墨铸铁表面等离子束硬化组织和性能影响

研究了丁作电流对球墨铸铁表面等离子束硬化组织和性能的影响规律.结果表明:通过调整电流的大小可实现球墨铸铁表面的微熔硬化处理和同态相变硬化处理;工作电流增大,熔凝层和硬化层的深度、宽度增加,硬化层的最大硬度值先升后降;球墨铸铁表面等离子束熔凝硬化后,熔凝区石墨相消失,其室温组织为细小的变态莱氏体+残余奥氏体,相变硬化区的组织为隐针马氏体+残余奥氏体+球状石墨+铁素体,过渡区组织为针状马氏体+变态莱氏体+包围石墨球的马氏体壳;从表面沿深度方向显微硬度分布呈现先降后升,达到最高值后又缓慢下降的趋势,且出现包围石墨球的马氏体壳组织,其硬度高达1068.5HV0.1,对提高耐磨性有利:最高显微硬度出现在距表面有一定距离的次表层,且在熔凝Ⅸ和相变硬化区间有一软化区.     

45钢电子束处理表面相变硬化的横截面硬度分布

对45钢电子束表面相变硬化处理区横截面组织和硬度分布的特征进行了研究,并结合数值模拟结果对电子束相变硬化区硬度分布特征的形成机理进行了分析。结果表明:硬化区横截面硬度整体分布与马氏体组织分布一致,硬度最大值不在束流扫描中心,且比束流中心硬度高80 HV0.1;完全相变硬化区内:马氏体晶粒大小呈远离束流中心而越细的特点,并形成细晶区高硬度带的分布;表面位错强化和细晶强化的叠加,使得硬度最高值在远离束流中心的完全相变硬化区内与不完全相变硬化区交界线附近。不完全相变硬化区,马氏体组织快速减少,硬度梯度大。     

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．     

等离子缸套内壁硬化技术

此技术是采用高能量密度的等离子束对发动机缸体孔内壁进行硬化，提高其硬度和耐磨性，硬化处理后的缸体孔使用寿命可延长1～2倍。     

T10钢激光相变硬化的组织与性能研究

采用激光相变硬化工艺对T10钢表面进行改性处理,并对改性后的组织与性能进行研究.结果表明,硬化区组织为针状马氏体 少量残余奥氏体;热影响区组织为少量针状马氏体 珠光体 网状渗碳体;基材组织为珠光体 网状渗碳体.淬硬层表面的洛氏硬度最高值为63.5HRC,淬硬层内的显微硬度分布均匀,从硬化IX---,热影响区-基材显微硬度呈梯度变化.激光相变硬化后淬硬层耐磨性比常规淬火后耐磨性提高10%左右.     

铸铁激光处理后石墨周围的显微组织

研究球墨铸铁、灰铸铁和可锻铸铁激光熔融处理后存在于熔化区和半熔化区的残存石墨周围的双壳层组织，同时指出，在近灰铸铁激光熔池的相变硬化区中片状石墨周围马氏体量的不均匀分布情况，最后，提出了形成这些组织的机制。     

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。     

等离子束表面微熔处理对硼铸铁硬化层组织与性能的影响

利用OM和SEM观察察分析了等离子束微熔处理后的硬化层组织,结果表明,其硬化层分为熔化区和固态相变区,熔化区组织为细小的共晶莱氏体+少量未溶石墨,而固态相变区组织为针状马氏体+残余奥氏体+片状石墨+含硼碳化物和磷共晶的复合组织.显微硬度分布测试结果表明,随着扫描速度的增大,硬化层深度和宽度减小,显微硬度减小.在熔化区域内无明显的硬度梯度,显微硬度一般为850～1000HV0.1,而在固态相变区中,存在着较大的硬度梯度,且熔化区和相变区之间有一软化带.实验还发现.在固态相变淬硬区底部存在着过渡区.磨损实验结果表明,该材料经微熔硬化处理后其耐磨件提高了约2倍.     

氩弧硬化对硼铸铁表面组织和性能的影响

采用氩弧重熔技术在硼铸铁表面进行表面硬化改性处理,研究了钨极氩弧硬化工艺参数对硼铸铁表面组织和性能的影响.结果表明,硼铸铁表面采用氩弧热源淬火时,淬硬层与基体之间过渡区明显,硬化区组织为莱氏体,过渡区组织为马氏体 残留奥氏体 少量石墨.氩弧硬化工艺参数对硬化层的深度、硬度和裂纹率影响较大,工作电流增加或扫描速度减小时,硼铸铁表面硬化层深度增加,硬度降低,裂纹率下降.在保证不出现裂纹的条件下,硬化层表面的硬度值最高可达64 HRC,硬化层显微硬度值最高可达1196 HV0.1,其耐磨性明显高于未经处理和经激光表面处理的硼铸铁.     

QT600球铁等离子弧熔凝温度场数值模拟及组织分析

采用等离子弧对QT600球铁进行了熔凝处理,利用扫描电镜、显微硬度仪对熔凝试样各区域的组织及显微硬度进行测试分析,并且在综合考虑等离子弧的挖掘作用、材料非线性、熔化潜热等对等离子弧熔凝温度场影响的基础上,采用双椭球热源建立了QT600等离子弧熔凝连续三维移动瞬态温度场有限元模型。结果表明,熔凝层显微硬度达到600～1060 HV,熔凝层组织为马氏体+渗碳体+残留奥氏体,模拟熔池最高温度达到1808℃,熔凝区模拟的形状及尺寸与实际基本吻合。     

QT-500球墨铸铁表面激光熔覆镍基合金的组织与性能

利用DL-T5000型二氧化碳激光器在QT-500球墨铸铁表面熔覆镍基合金,分析了激光熔覆层的显微组织,测试了其显微硬度及磨损性能。结果表明:所制得熔覆层组织致密、无裂纹,与基体形成了良好的冶金结合。从熔覆层表面到基体热影响区,组织依次为大量的树枝晶、等轴晶、树枝晶。熔覆层的硬度较基体提高了5倍,熔覆层的总磨损率大约为基体的1/6。熔覆层耐磨性能增强的主要原因是镍基合金与涂层元素镍、铬等固溶强化和碳化物等析出相的强化作用。     

扫描速度对硼铸铁气缸套表面钨极氩弧硬化效果的影响

研究了钨极氩弧扫描速度对硼铸铁表面硬化效果的影响规律。结果表明：扫描速度增加。硬化层宽度、深度减小，而硬度提高，裂纹率增大；硬化层硬度沿层深的分布是从表及里由高而低，在过渡区下降缓慢；沿层宽的分布是层中心最高。向两侧逐渐降低，直至硼铸铁基体达到最低值；在保证不出现裂纹的条件下，硬化层表面的最高硬度值可达61．4HRC，硬化层最高显微硬度值可达1156．4HV0．1；硼铸铁材料采用氩弧热源淬火时。淬硬层与基体之间过渡区明显，硬化区组织为莱氏体，过渡区为马氏体、残余奥氏体和少量石墨。     

扫描速度对硼铸铁气缸套表面钨极氩弧硬化效果的影响

研究了钨极氩弧扫描速度对硼铸铁表面硬化效果的影响规律。结果表明：扫描速度增加,硬化层宽度、深度减小,而硬度提高,裂纹率增大；硬化层硬度沿层深的分布是从表及里由高而低,在过渡区下降缓慢；沿层宽的分布是层中心最高,向两侧逐渐降低,直至硼铸铁基体达到最低值；在保证不出现裂纹的条件下,硬化层表面的最高硬度值可达61．4HRC,硬化层最高显微硬度值可达1156．4HV0．1；硼铸铁材料采用氩弧热源淬火时,淬硬层与基体之间过渡区明显,硬化区组织为莱氏体,过渡区为马氏体、残余奥氏体和少量石墨。     

硼铸铁等离子相变强化层的组织与性能

采用等离子束对硼铸铁进行了表面强化,对等离子强化层的显微组织、显微硬度和耐磨性进行了研究.结果表明：硼铸铁经等离子束淬火处理后,其强化层的组织为隐针马氏体＋残余奥氏体＋片状石墨＋硼化物,硬度为未处理的2～3倍,强化层的显微硬度随深度呈非线性关系,最高硬度达1 000HV0.1.且随工作电流的增加,强化层的深度增加,表面硬度下降,次表层硬度增大且硬化层的耐磨性大幅度提高.     

高镍铬铸铁轧辊材料激光相变组织与耐磨性研究

对高镍铬铸铁轧辊材料进行激光相变强化试验,观察了其微观显微组织,并进行了硬度测试和耐磨性分析.研究发现,激光相变试样存在熔化区、淬硬区和母材三个区域.激光相变处理后硬度由基材的500HV提高到800～900 HV.激光强化处理后高镍铬铸铁轧辊的耐磨性也远高于母材.还分析了激光相变出现熔化区及产生裂纹的机制,并进行了温度场模拟,以探索优化的工艺参数.     

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。     

硼铸铁等离子相变强化层的组织与性能

采用等离子束对硼铸铁进行了表面强化,对等离子强化层的显微组织、显微硬度和耐磨性进行了研究。结果表明:硼铸铁经等离子束淬火处理后,其强化层的组织为隐针马氏体+残余奥氏体+片状石墨+硼化物,硬度为未处理的2￣3倍,强化层的显微硬度随深度呈非线性关系,最高硬度达1 000 HV0.1。且随工作电流的增加,强化层的深度增加,表面硬度下降,次表层硬度增大且硬化层的耐磨性大幅度提高。     

45钢电子束扫描表面W合金化组织和硬度

电子束扫描表面合金化技术可以改善钢铁材料的组织及性能. 采用等离子热喷涂技术和电子束扫描技术对45钢表面进行熔覆合金化处理. 研究电子束扫描对强化层组织和硬度的影响,探讨了电子束功率、扫描速度对强化层组织和硬度的影响规律. 结果表明,45钢经表面合金化处理后,其表面可分为合金化区、热影响区和基体区. 合金化区的显微组织为针状马氏体和碳化钨颗粒,硬度为1 250 HV,是基体硬度的5倍. 热影响区的组织为针状马氏体和铁素体,硬度为860 HV,是基体的3倍. 基体区的组织为珠光体和铁素体. 电子束工艺参数对强化层组织和硬度有较大影响,强化层厚度随电子束功率的增加而增大,随着扫描速度的增加而减小.