激光淬火+冲击复合强化处理45钢的试验研究

将45钢激光淬火强化处理区域再进行激光冲击强化处理。处理结果表明:复合强化处理后的45钢与经激光淬火强化处理区域相比,其硬度和耐磨性能都得到了很大提高,其中,硬度提高了15％,耐磨性提高了100％,尤其是材料内部残余应力全部变成了残余压应力。     

激光强化40Cr合金钢表面磨损特性研究

采用CO2激光器及不同的激光强化参数对40Cr钢进行表面强化，并将其与热轧Q235钢组成摩擦副，在干摩擦条件下进行摩擦磨损试验，旨在确定合理的激光强化参数，为提高矫直辊耐磨性提供试验依据。通过对试验结果的定量分析得出，激光强化可以提高40Cr钢的耐磨性。采用扫描电镜对激光强化后的40Cr钢表面和磨损表面进行分析，发现激光强化后40Cr钢的金相组织主要是致密的马氏体，而且磨损表面比正常淬火的40Cr钢的表面光滑，仅产生一些微裂纹。     

40Cr钢感应淬火后取消回火的试验研究

本文对比研究了感应淬火40Cr钢的残余应力对回火与不回火处理试样的疲劳性能和扭转性能的影响。结果表明，40Cr钢感应加热淬火后不经回火处理的试样，其疲劳强度和扭转强度较高，而且可以节约能源。     

40Cr钢感应淬火后取消回火的可行性研究

本文阐述的是感应淬火40Cr钢的残余应力对回火与不回火处理试样的疲劳性能和扭转性能的影响进行的对比研究。结果表明，40Cr钢感应加热淬火后不经回火处理的试样，其疲劳强度和扭转强度较高，而且可以节约能源。     

激光处理冷轧Q235/40Cr干摩擦试验研究

采用CO2横流式激光器对Q235/40Cr材料进行表面强化处理。使用S-360型扫描电镜观察激光硬化区金相组织及成分并观察表面磨损形貌,采用CHX-1超显微硬度计测量激光强化区断面的显微硬度。通过40Cr与冷轧Q235配副进行干摩擦试验,结果表明,与淬火40Cr配副的Q235的平均磨损速率最小,而与1400 W激光功率处理40Cr配副的Q235的平均磨损速率最大,淬火的40Cr平均磨损速率是激光处理的2~3倍。40Cr磨损为磨粒磨损并有微裂纹产生,Q235以磨粒磨损为主,表面产生较深的犁沟。经激光硬化处理后40Cr的耐磨性要优于正常淬火40Cr的耐磨性。     

齿轮激光相变硬化处理技术

对齿轮激光相变硬化处理技术进行了研究。提出了齿轮激光表面强化的连续偏置技术、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。激光淬火齿轮和渗碳淬火齿轮接触疲劳试验结果表明：激光淬火齿轮的接触疲劳极限应力略低于渗碳淬火齿轮的接触疲劳极限应力，其幅度小于9％。激光淬火齿轮接触疲劳寿命离散度小于渗碳淬火齿轮。     

激光淬火处理对灰铸铁残余应力与耐磨性能的影响

利用CO2激光对HT200铸铁进行了表面淬火处理,对其微观显微组织和显微硬度进行了分析,用X-350A型应力测试仪测定了其残余应力和残余奥氏体的分布,并进行了耐磨性试验.结果表明,激光淬火后HT200显微硬度由HV250提高到HV530,表面残余应力均为压应力,其值在-300 MPa以上;耐磨性能明显得到提高,并随残余压应力的增加而增大,将有利于提高HT200材料的使用寿命;激光淬火处理诱发的残余奥氏体有利于抑制裂纹的扩展,提高材料的耐磨性能.     

激光强化金刚石锯片基体机理研究

金刚石圆锯片在激光辐射作用后所造成的超级淬火区,这些淬火表面硬度很高,呈现细晶组织晶粒,激光强化基体时,存基体表面将产生一定的残余应力,其应力大小及其在强化层方向上的分布性质上取决于激光辐射的功率密度,金刚石锯片基体经过激光表面强化处理后,强化后组织和压缩残余应力相叠加的结果使基体的疲劳强度有很大的提高。     

分离机中不锈钢碟片表面处理工艺的选择

文中介绍了激光淬火与氮化处理的两种表面复合处理工艺方案:激光-氮化复合处理和氮化-激光复合处理。以离心式分离机中4Cr13不锈钢碟片为试验材料,用两种不同的工艺方案对4Cr13钢试样进行表面复合强化处理。根据所得硬度分布曲线和硬化层深度比较表,分析了激光淬火与氮化处理的不同组合顺序对材料表面硬化层硬度分布和硬化层深度的综合影响效果,最后得出采用氮化-激光复合处理工艺方案可以达到试样表面复合强化处理工艺要求。     

用X射线应力仪测量凸轮轴表面激光淬火相变层的残余应力

利用CO2激光对凸轮轴所用材料QT600-3表面进行了淬火处理试验,并用X-350A型X射线应力仪测定其残余应力分布,分析了残余应力的形成机理.结果表明:经CO2激光淬火后QT600-3的显微组织为隐晶马氏体 石墨,残余应力均为压应力,其值在120 MPa以上,且随着功率的增大而增加;相变层深度随着扫描速率和光斑直径的增加而减小,且随着功率的增大而增加;激光淬火后的材料组织结构比较均匀,有利于提高凸轮轴的使用寿命.     

自由型面的五轴激光淬火轨迹规划算法研究

为保证复杂型面的激光淬火质量,针对自由型面的激光淬火路径规划直接影响着淬火后自由型面表面硬度的均匀性这一特点,在分析激光淬火加工工艺特点的基础上,提出了等弧长的激光淬火轨迹算法来确定自由型面上的激光淬火轨迹。该方法通过激光淬火试验,确定了最佳激光淬火光道距离并进行了相应的计算。利用三次B样条参数曲面进行了实例计算,验证了所提出算法的可行性。     

MARTENSITE TRANSFORMATION MICROSTRUCTURE OF 40Cr STEEL COMPLEXLY INDUCED BY LASER SHOCK

40Cr steel is laser quenched by the NEL-2500A rapidly axial flow CO2 laser. Then the martensite induced by laser quenched is shocked by Nd:YAG laser again. Through comparing and analyzing the appearance and size of martensite,the dislocation density in microstructure between the treated zones by laser quenched and by laser quenched plus laser shock,the following results are shown: The second martensite obtained by laser compound treatment is more finer compared with those obtained by laser quenched; In the hardened zones obtained by compound treatment,a lot of slender second twin crystal martensites are induced; A lot of more high density dislocation tangles and cellular dislocations are generated. From the transmission electron microscope (TEM) micrograph after compound treatment,there are not only long lath and short nubbly martensites arranged in cross direction,but also massive nubbly and small short nubbly martensites arranged in longitudinal direc-tion. Some martensites look like the broken blocks of quenched martensites. These new martensites are inserted transversely in the quenched martensites with large tangle. And they make quenched martensites break into pieces. Compared with the quenched martensites,the size of fresh martensites are smaller,about 0.3～0.5μm.     

五轴联动激光淬火路径规划

研究了基于五轴多功能激光加工机床激光淬火的工艺特点,提出了用于复杂型面五轴联动激光淬火路径规划的方法,实现了针对于五轴多功能激光加工机床激光淬火的前计算,为使五轴联动激光淬火应用于实践奠定了一定的基础。该方法主要是在考虑了以下3个约束条件的基础上提出的:(1)在淬火的过程中要保证激光光斑相对于工件表面的扫描速度恒定;(2)在激光淬火过程中要保证工件表面激光光斑的大小不变;(3)在进行激光扫描时要使插补时产生的弦误差最小。通过保证这3个约束条件,进而保证工件表面淬火质量。     

PA6粉末选区激光烧结多层应力分析

选区激光烧结成型过程中,激光束扫描时反复的加热、冷却带来不均匀的热应力,影响烧结过程和烧结件的质量。基于弹性变形原理,利用单轴应力作用下的变形梁的挠曲和应变与应力之间的关系,来分析烧结过程中的应力以及不同烧结层之间的相互影响,结果表明,在每个单层烧结时,烧结应力主要集中在烧结层的上表面和下表面的两端,且呈现为拉应力;在多层烧结时,烧结的热载荷对紧邻已熔接层的应力有直接影响,随着烧结层数增加,新烧结层对已熔接层的热影响逐渐减小,对应的随着温度变化较小,已熔接层的应力也较小且保持较低水平。     

微观组织及残余应力对瑞利波评价激光熔覆层应力的影响

采用瑞利波评价激光熔覆层表面应力,结合静载拉伸试验,建立Fe314激光熔覆层中瑞利波的声弹关系曲线;通过对声弹关系曲线拟合实现对激光熔覆材料声弹系数的标定,在此基础上建立声弹公式;通过试验验证声弹公式评价激光熔覆层表面应力的可行性。分析激光熔覆层微观组织及残余应力对应力评价结果的影响,试验结果表明,这两种因素会显著影响熔覆层表面应力评价结果,采用声弹公式计算出的初始应力校准之后,理论计算结果与实际加载值更为接近,并且误差保持在可接受的范围之内。此外,由于静载拉伸过程中各向异性激光熔覆层变形不均匀,瑞利波检测应力试验中高应力阶段的误差明显大于低应力阶段误差。     

GH742合金激光冲击强化后的表面残余应力

采用X射线衍射法对GH742合金激光冲击强化后的表面残余应力进行了测试,采用云纹干涉结合盲孔法对残余应力随深度的分布进行了测试。结果表明:GH742合金经激光单点冲击后,表面残余压应力最高可达1 180MPa,且残余压应力层深度达到1.2mm;50%光斑搭接率强化后的表面残余压应力约为1 100MPa。     

轴承滚道表面激光强化处理

利用CO2激光器进行GCr15制轴承滚道表面激光强化处理试验.用光学显微镜和扫描电镜对经激光表面改性后的显微组织和形貌进行分析.结果表明,选择合适的激光淬火参数,可以保证激光表面改性层有足够的硬化层深度(0.8～0.9 mm)、高的硬度值及更加细小的马氏体组织.     

采用马赫-曾德尔干涉法测量单晶硅在线应力损伤

开展了毫秒脉冲激光辐照单晶硅的实验研究,基于马赫-曾德尔干涉技术测量了毫秒脉冲激光与单晶硅相互作用过程中的在线应力损伤。用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立了毫秒脉冲激光辐照单晶硅的数值仿真模型。从理论和实验两方面探讨了毫秒脉冲激光与单晶硅作用时,相同脉宽不同能量密度下应力场随时间的演变规律。进一步研究了干涉条纹的处理方法,基于传统x轴投影法提出了用45°投影法来计算材料各方向上的应变,并对两种处理方法得到的实验结果进行了对比。结果显示:与仿真结果相比,x轴投影法实验结果的误差为9.5%~29.3%,而45°投影法实验结果的误差为0.1%~22.6%,表明用马赫-曾德尔干涉法测量激光辐照单晶硅产生的在线应力损伤时,采用45°投影法计算材料各方向上的应变结果更为准确。该实验和计算方法为单晶硅在线应力损伤的研究提供了理论和实验上的指导。     

齿面激光熔覆技术研究

研究齿轮齿面激光熔覆粉末合金的工艺、显微硬度分布、熔覆层及过渡层等的金相组织及性能。结果表明,采用合适的合金粉末及激光熔覆工艺能够获得与基体呈冶金结合、无裂纹的熔覆层,显微硬度明显高于基体,且在熔覆的同时轮齿反面得到了淬硬。经齿轮试验机对比试验,齿轮齿面经激光熔覆后承受接触应力性能明显高于调质齿轮,可与高频表面淬火、渗氮处理的齿轮相媲美。