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钢表面进行了改性处理,并对改性后的组织与性能进行了研究,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+网状渗碳体.基材组织为回火马氏体.淬硬层表面的洛氏硬度最高值为940Hv0.1,淬硬层内的显微硬度分布均匀,从硬化区→热影响区→过渡区→基材显微硬度呈梯度变化.激光相变硬化后淬硬层耐磨性分析,要比常规淬火后耐磨性提高10%左右.     

U74钢轨表面激光淬火工艺及其对耐磨性的影响

本文研究了U74钢轨表面激光淬火工艺及其对表面耐磨性能的影响。激光淬硬层分为表面过热区、均匀相变区和过渡区。淬硬层深度约为0.5-0.8mm，单道淬火宽度约4mm，表面硬度可达Hv850-Hv1000，淬硬层组织为高碳马氏体，细晶混合马氏体和少量奥氏体。激光淬火造成的组织细化和大量高碳马氏体的形成是硬度提高的主要原因。在扫描速度为6mm/秒，离焦量60mm的条件下，U74钢轨表面激光淬火的最佳功率约为1.8kW。在该功率下，可以获得最高硬度、最大硬化层深度和最佳能量利用系数。摩擦学试验表明，经过激光淬火，钢轨表面的耐磨性能有了明显提高。     

45^#钢宽带激光淬火研究

本文利用宽带CO2激光束,对45^#钢表面进行宽带淬火,获得单道淬火宽度10mm以上。淬硬层硬度达500－630Hv0.3是非淬硬层的2－2．5倍,深度达1．9－2．0mm。激光淬硬层分为表面过热区、均匀相变区和过渡区三个区域,所对应的金相组织分别为高碳马氏体、隐晶马氏体和混和马氏体。宽带激光淬火造成的组织细化和大量高碳马氏体的形成是硬度提高的主要原因。在扫描速度v=4mm/s离焦量18mm条件下,45^#钢宽带激光淬火的最佳功率约为3.0-3.3kW。     

45~#钢宽带激光淬火研究

:本文利用宽带CO2 激光束 ,对 45 #钢表面进行宽带淬火 ,获得单道淬火宽度 10mm以上。淬硬层硬度达 5 0 0～ 6 30Hv0 3是非淬硬层的 2～ 2 5倍 ,深度达 1 9～ 2 .0mm。激光淬硬层分为表面过热区、均匀相变区和过渡区三个区域 ,所对应的金相组织分别为高碳马氏体、隐晶马氏体和混和马氏体。宽带激光淬火造成的组织细化和大量高碳马氏体的形成是硬度提高的主要原因。在扫描速度v =4mm/s和离焦量 18mm条件下 ,45 #钢宽带激光淬火的最佳功率约为 3 0～ 3 3kW。     

低碳钢表面激光相变硬化研究

为了研究不同激光功率及不同的冷却条件下,激光相变硬化处理对低碳钢表面性能和组织的影响,采用激光表面相变硬化方法,在低碳钢表面获得了比原先母材硬度高100HV～150HV的硬化层,采用金相显微镜分析了激光处理区的组织,且用显微硬度计测量了单道扫描时的纵向和横向的硬度分布.研究发现,激光作用区主要是低碳板条马氏体与未转变的索氏体甚至屈氏体、回火索氏体组织.搭接区组织均为细小的马氏体及中间分布着索氏体组织;由于10CrNiMo钢含碳量较低和碳扩散系数不同的原因,其最高硬度层并未在表面形成,而是形成在次表层.在软化区,前一道扫描形成的马氏体受到回火作用,原先固溶在马氏体中的碳析出,形成了回火索氏体,降低了硬度.结果表明,激光相变硬化工艺可以将10CrNiMo钢的表面硬度提高100HV～150HV左右,且表面保持很好的韧性,若想进一步提高其表面硬度,还需采取熔覆等其它工艺.     

35#钢激光宽带淬火研究

利用扫描激光束对35#钢材料进行了宽带激光淬火,在3.0～3.3kW激光功率下,获得单道淬硬带宽15mm,淬硬层深0.53mm.给出了不同激光功率条件下淬火区硬度沿淬硬层深的变化曲线,淬硬层硬度分布基本均匀,平均硬度约为554～675Hv,与基体硬度比较提高了2.3～2.5倍.显微组织结构分析显示淬硬层沿层深方向可分为完全淬硬层、过渡层和高温回火区三个区域.     

35~#钢激光宽带淬火研究

利用扫描激光束对 35 # 钢材料进行了宽带激光淬火 ,在 3.0～ 3.3k W激光功率下 ,获得单道淬硬带宽15 mm,淬硬层深 0 .5 3mm。给出了不同激光功率条件下淬火区硬度沿淬硬层深的变化曲线 ,淬硬层硬度分布基本均匀 ,平均硬度约为 5 5 4～ 675 Hv,与基体硬度比较提高了 2 .3～ 2 .5倍。显微组织结构分析显示淬硬层沿层深方向可分为完全淬硬层、过渡层和高温回火区三个区域。     

40铬钢表面加碳激光合金化处理

对40铬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,白口铸铁层组织呈梯度变化,晶粒明显细化,显微硬度高达1200HV0.3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710～780HV0.3,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%.     

3Cr13不锈钢计数器棘轮的激光淬火研究

利用2KW横流CO_2激光器对3Cr13计数器棘轮进行了激光淬火研究,结合零件的原始加工次序,比较了两种次序激光淬火投弹器棘轮的工艺,结果表明:经两种方法激光处理后棘轮的显微硬度均达到了该零件技术指标的要求,显微硬度为HV412∽550。激光处理3Cr13不锈钢硬化层的深度为1.0mm,表面最高硬度HV680,比普通淬火高约HV160。激光处理后齿面的光洁度不变,达(Ra0.4∽0.3μm),激光淬火的变形为2.5μm左右。激光淬火区的显微组织为细小均匀的隐晶马氏体。     

40CrNiMoA钢表面激光淬火后的组织和性能

采用光纤激光器对卷取机卷筒主轴常用的40CrNiMoA钢进行了激光淬火实验,采用金相显微镜观察试样表面的显微组织,采用维氏硬度计测试相变硬化层的显微硬度,采用立式万能摩擦磨损试验机评估试样的摩擦磨损性能,采用体视显微镜观察试样截面的宏观组织及磨损形貌,采用电化学工作站测试试样的耐蚀性能。结果表明:40CrNiMoA钢经激光淬火后,表面会出现一层相变硬化层,其显微组织主要为细小的马氏体、少量的残留奥氏体以及部分弥散的碳化物;硬化层深度约为200μm,硬度值可达638.3~711.2HV,约为基体的2.6~2.8倍;平均摩擦因数为0.506,与基体相比下降了42.5%,磨损量为1.3mg,仅为基体的36.1%,其主要磨损机制为磨粒磨损;腐蚀电位为-0.497V,自腐蚀电流密度为2.16789×10^-9 A/cm2,与基体相比,腐蚀电位略有提高,而自腐蚀电流密度有所降低,耐腐蚀性能得到了较大提升。     

激光淬火与中频感应淬火对比研究

利用摩擦磨损实验机对45CrNi钢开展了激光淬火和中频感应淬火摩擦磨损对比实验研究，并利用扫描电镜(SEM)、投射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等设备对两种淬火试样硬化层进行了微观分析。结果表明，在载荷50～250 N条件下，激光淬火试样的耐磨性比中频感应淬火试样提高了4%～21%;中频感应淬火试样的摩擦系数略大于激光淬火试样的摩擦系数。两者的主要磨损形式均为磨粒磨损，但中频感应淬火试样磨损后表面犁沟的深度和宽度大于激光淬火试样表面犁沟的深度和宽度。两种淬火方法淬硬层均为板条马氏体和少量针状马氏体的混合组织，但中频感应淬火淬硬层有大量的碳化物析出，碳化物含量多且碳化物颗粒大、残余奥氏体多。     

合金铸铁光束相变硬化层的组织和硬度

采用５ｋＷ光束加热设备对珠光体合金灰铸铁进行了表面相变硬化处理。研究了相变层的组织和硬度特征,以及光束能量参数对相变层组织和硬度的影响规律。实验结果表明,合金铸铁光束表面相变硬化层由与基材相邻的不完全相变区及表面完全相变区组成。完全相变区的组织是马氏体,随能量密度提高马氏体针片尺寸增加,硬度降低。不完全相变区是残余珠光体与托氏体型珠光体的混合组织,其硬度较完全相变区显著下降。采用光束相变硬化处理可在灰铸铁表面获得深度 ０．２ｍｍ以上,硬度近 ９００ｋｇ／ｍｍ２的强化层。     

低碳钢的激光热处理研究

低碳钢由于含碳量低，难以通过常规热处理方法达到理想的硬化效果。我们根据激光热处理的特点，对低碳钢进行了硬化处理。本文通过对含Ｃ量０．２％的钢样进行激光热处理实验，得到了显微硬度ＨＶ５００左右，深度０．５ｍｍ的硬化层。金相分析表明，相变区为板条马氏体组织。研究分析表明，晶粒细化、高的马氏体含量、马氏体高位错密度和固溶含碳量是获得超高硬度的主要原因。     

1Cr18Ni9Ti激光相变硬化层组织及性能

为了探讨1Cr18Ni9Ti不锈钢组织及性能的变化,采用激光相变硬化处理的方法,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机、恒电位仪等研究了激光相变硬化层的组织及性能。进行了理论分析和实验验证,取得了激光相变硬化层的硬度、耐磨性、耐蚀性数据。结果表明,激光相变硬化层主要由奥氏体、马氏体、Fe-(Cr,Ni)以及Fe等组成。随着激光功率的增大,平均显微硬度先增加后减小,在功率为750W时,平均显微硬度达最大值,为223.5HK;在功率为550W时,耐磨性最好,磨损率为基体的56%。激光相变硬化处理后耐蚀性增强;最小的维钝电流密度是基体的33%,最大的钝化稳定区长度是基体的7倍。这一结果对研究1Cr18Ni9Ti不锈钢组织及性能的转变是有帮助的。     

模切辊激光表面淬火的研究

用连续波CO2激光束对50#钢模切辊进行了激光表面淬火试验,研究了淬火层的显微组织及硬度分布.结果表明,50#钢模切辊经激光表面淬火后,硬化层组织由细小的位错马氏体及少量的残余奥氏体组成;模切辊变形很小,且表面硬度高,整体硬度分布较为均匀,能够达到技术要求.采用激光淬火技术对50#钢模切辊进行表面强化是可行的.     

激光硬化和渗氮复合处理W9Mo3Cr4V高速钢组织与性能

采用激光硬化与渗氮复合表面改性技术,对W9Mo3Cr4V高速钢表面进行了强化处理。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子探针、显微硬度计和摩擦磨损试验机,分别对复合处理试样的相组成、微观组织、成分、显微硬度和耐磨性进行了分析。研究结果表明,复合处理表面改性层主要是回火马氏体、残余奥氏体、Fe3N、Cr7C3、M2C型碳化物所构成。由于激光硬化的晶粒细化作用,以及大量位错、孪晶、空位等微观缺陷的产生,致使氮化层的深度得到明显提高。与单一的激光硬化和渗氮工艺相比,复合处理工艺有效地提高了高速钢的硬度和耐磨性能。     

直齿圆柱齿轮的激光热处理

本文提出了齿轮热处理的三项关键技术。在此基础上,获得了沿齿廓分布的均匀硬化层。检测结果表明：齿轮激光淬火变形很小,不影响齿轮的精度等级。     

4Cr13不锈钢激光表面强化技术研究

研究了4Cr13不锈钢细小零件激光表面强化工艺参数和材料表面氧化法发黑工艺,探讨了激光工艺和不同的搭接率对强化层硬度、淬硬层深度和表层组织结构的影响。结果表明,采用合理的激光工艺可实现10mm×8mm零件表面强化;在搭接率为40%时,可获得较均匀的表面强化层,表面硬度为42HRC～45HRC,符合设计使用要求。