激光铬钼合金化的热疲劳性能研究

本文讨论了45~#钢表面激光铬钼合金化层的热疲劳性能。试验表明铬钼合金化层比45~#钢及热作工具钢有较好的热疲劳性能,并分析了合金化层热疲劳裂纹萌生的机理。     

铝合金激光表面合金化的组织及性能

表面激光合金化是铝合金表面改质的重要方法之一。但目前还处于研究阶段，金属元素和陶恣粉末都可作为合金化物质注入表面激光熔池之中。以ＺＬ１０１合金为基体，进行激光表面合金化试验，可得到不同的表面组织和性能，从而呈现不同的强化效果。     

6061铝合金表面激光合金化Al-Fe-Mn-Zn-Si合金涂层的组织与性能研究

采用激光合金化工艺在6061铝合金表面制备Al-Fe-Mn-Zn-Si合金化层,以期望提高铝合金表面性能。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子显微硬度计、HSR-2M磨损试验机等材料表征手段分析了合金化层的组织结构与性能,研究结果表明:合金化层的晶相组织由结合区附近的柱状晶向表面的等轴晶过渡,且晶粒大小较基体明显细化,含有金属间化合物AlFe4Si、Al9Si、Mn5Si2以及面心立方的α-Al;激光合金化使铝合金表面硬度由104HV左右提高到了390HV左右;磨损试验结果表明,合金化层提高了铝合金表面的耐磨性。     

Fe_xCoCrAlCu/Q235激光合金化层组织及性能研究

采用激光合金化法在Q235钢表面制备FexCoCrAlCu(x=0,0.5,1,2)高熵合金涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和显微硬度计对激光合金化层的相结构、显微组织、化学成分和硬度进行分析。结果表明,不同Fe含量的FexCoCrAlCu/Q235高熵合金化涂层均为具有简单体心立方(BCC)结构的固溶体,合金化层与基体间呈良好的冶金结合,显微组织为典型的枝晶组织,固溶体组织中出现了成分偏析现象。激光合金化层的显微硬度远高于基材Q235钢,且随着Fe主元含量的增加,涂层显微硬度呈下降趋势。FexCoCrAlCu/Q235激光高熵合金化层由表面至基材体系的混合熵呈高熵-中熵-低熵梯度变化。     

激光冲击对球墨铸铁表面性能的影响

应用人工神经网络理论,合理选择激光冲击参数,对球墨铸铁QT450-10进行了激光冲击试验,并用扫描电镜和数显硬度仪等进行了分析。结果表明激光冲击使球墨铸铁的表面性能得到明显改善,冲击区表面的平均硬度随冲击次数(1～4)的增加分别增加了34.56％～53.02％,硬化层深约为0.31mm～l47mm。     

激光纳米合金化表面强化螺杆的研究

螺杆是注塑机和挤出机的关键零件,在高温粘着磨损和化学腐蚀的共同作用下,螺杆工作表面快速磨损失效.常规的表面强化处理(如渗碳、渗氮等)由于存在各种缺陷,不能有效提高螺杆的性能.40Cr材质的注塑机螺杆经激光合金化强化后使用寿命比渗氮大大提高,取得了良好的经济效益.     

渗碳淬火零件表面激光合金化后的组织特性研究

采用3000W CO2激光器对12Cr2Ni4A钢渗碳淬火表面进行了激光合金化处理.设计了激光合金化处理的工艺参数,获得了表面光洁、与基材形成良好冶金结合的合金化层.研究了渗碳淬火层激光合金化处理后的组织特性和显微硬度.结果表明,预置TH-2A型C-Si-B-RE合金化涂层的激光合金化能够显著地改善材料组织,显微硬度可达HV0.21150.研究还发现,激光处理后的零件表层与内部没有任何裂纹出现.研究表明,采用合适的材料设计和工艺参数,激光合金化可以有效地强化渗碳淬火零件.进一步为激光熔覆修复渗碳淬火零件提供了基础资料.     

碳钢表面高硬质碳化物WC-B_4C-SiC-Co激光合金化的显微组织及其性能的研究

本文介绍利用激光束在碳钢表面涂敷WC-B_4C-SiC-Co的激光合金化处理。结果表明:利用激光在低质钢材表面涂覆高性能的硬质碳化物,经激光合金化处理之后,能使低质钢材表面化学成份发生根本性变化,硬度和耐磨性能均有较大的提高。     

激光点状合金化对42CrMo钢疲劳裂纹扩展速率的影响

裂纹倾向严重和搭接区软化是激光表面强化技术面临的两大难题,为此,提出了一种激光点状合金化方法:使预涂在基体表面的合金涂层或由喷嘴送入的合金粉,在激光小孔效应作用下,与基体形成混合熔池,得到合金化点。研究表明,大量规则分布、互不重叠的合金化区及其周围的相变硬化区从总体上降低了疲劳裂纹扩展速率,提高了材料的疲劳寿命。对疲劳裂纹断口的初步分析显示,相变硬化区对阻滞裂纹扩展其到了重要作用。     

718塑料模具钢激光合金化与氮化组织性能的比较

在718钢表面进行了超细碳化钨(WC)激光合金化的实验,利用金相显微镜、维氏硬度计等设备检测了合金化层的组织和性能.通过与氮化试样的比较,表明激光合金化可以得到晶粒细化,深度大,硬度高,与基体结合牢固的表面强化层.塑料注射成型模具大量使用718钢作为型芯、型腔等零部件的成型材料.上述成型零部件在磨损、侵蚀和注塑压力的共...     

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。     

亚共晶白口铸铁激光表面强化的微观组织特征

对要求高耐磨的大型工件常用的亚共晶白口铸铁材料进行了不同条件的激光表面强化处理。重点分析研究其微观组织特征 ,目的是解决亚共晶白口铸铁使用寿命短和脆性大的难题。     

球铁曲轴零件的激光冲击强化

采用具有五轴联动数控工作台的高功率钕玻璃激光冲击强化系统，对球铁曲轴主轴颈和连杆轴颈的圆角部位实施冲击强化处理。实验中采用的激光波长为1.06 μm，脉宽为23 ns，脉冲能量为25～40 J。用流动的水帘作为激光冲击的约束层材料，硅酸乙酯作能量吸收层。对冲击后试件的残余压应力、硬度和耐磨性等进行了测量分析。结果表明，球铁曲轴经激光冲击强化后，受冲击部位没有明显的宏观变形，获得了较高的表面硬度和残余压应力，耐磨性比未冲击强化处理提高1.4倍，有效地提高和改善了曲轴的使用寿命。     

脆性球铁板料激光热应力成形

通过改变工艺参数,用2.5kWRS2000SM快轴流CO2激光器的激光束对球墨铸铁板条进行扫描;并以X-350A型X射线应力测定仪,HVS-1000显微硬度测试仪及扫描电镜(SEM)等为工具,研究了脆性材料激光热应力成形的规律。结果表明,激光束能量较高、扫描速度较低、扫描次数较多和板材厚度较小时都有利于显著增加弯曲变形。成形后的试样在变形区表层有铁素体、渗碳体产生,试样内部表层的石墨团数量减少,试样上表层的最大残余拉应力在250MPa左右,试样下表层的残余应力值接近零。试样断面硬度在700～200HV之间变化,上表层硬度最高。激光束能量较大时,变形区内部产生了微裂纹。     

激光合金化对疲劳裂纹扩展速率的影响

在45#钢基体上以TH-2激光合金化专用粉进行激光合金化处理，通过扫描电镜动态原位观察裂纹从基体向激光合金化区(LAZ)扩展的过程，研究了疲劳裂纹扩展速率与应力强度因子幅(SIFR)的关系，分析了疲劳断口形貌和表面裂纹扩展路径的组织形态。经历一定循环次数之后，激光合金化区内部也出现裂纹，但是合金化区的边界能强烈阻滞裂纹的扩展，一旦基体中的裂纹与合金化区中的裂纹汇合，裂纹失稳扩展。裂纹扩展速率与应力强度因子幅之间的关系不满足传统的Paris公式，裂纹在基体中扩展的断口形貌有典型的疲劳辉纹，而合金化区的断口呈脆性断裂的形貌。从抗疲劳裂纹扩展的要求来看，有必要针对不同的基体材料，设计不同的合金化粉末，通过适当增加合金化区的韧性相，进一步提高激光合金化区抗疲劳裂纹扩展的能力。     

铸铁件激光熔覆NiCuFeBSi合金组织及力学性能

针对灰铸铁激光熔覆的白口组织和开裂问题,研究了NiCuFeBSi合金材料及基体预热工艺对白口组织控制的影响,评价了合金力学性能。结果表明,NiCuFeBSi合金熔覆层界面白口组织宽度较小,基体预热温度升高时,白口组织呈现分散、断续状分布。半熔化区由于白口组织存在,显微硬度在此区达到峰值,向界面两侧呈递减趋势;NiCuFeBSi合金抗拉强度较高,横向抗拉强度大于纵向,其与HT250的对接试样抗拉强度受热影响区强度下降影响,强度小于NiCuFeBSi合金和HT250。熔覆层拉伸断裂机制为解理断裂为主、解理与准解理混合型断裂。     

中镍铬无限冷硬铸铁轧辊激光表面强化

本文采用在铸铁轧辊表面上激光熔化预置的合金粉末来改善铸铁轧辊的表面性能.使用金相、扫描电镜和显微硬度计对激光熔化区的显微组织和硬度进行了测试表征.结果表明,激光熔化区与基体形成了冶金结合.由于激光的快速加热和快速冷却造成熔化区的组织细化.激光处理区的硬度由于晶粒细小和强化相的存在而得到提高.经450℃×48h高温回火处理后,激光熔化区的硬度几乎不发生改变.     

HT300孕育铸铁激光表面改性研究

研究了激光表面强化对孕育铸铁材料组织和性能的影响。结果表明经激光处理后,其表面强度满足了HT300用于一般零件对表面硬度、耐磨性等机械性能的要求。为改进零件表面处理方法提供了依据。     

氮化硅/石墨激光合金化涂层的组织结构与性能研究

为获得金属表面特别是高副接触金属表面含自润滑特性且具有高硬度耐磨特性的功能材料 ,研究了 45 # 钢表面激光合金化氮化硅 /石墨复合涂层的工艺方法、组织特征、界面形态及其形成机制 ,利用光学显微镜、扫描电镜和X射线能谱对所形成合金化层的元素分布和含量进行了分析 ,并对试样硬度进行了测定。结果表明 ,合金化层中元素Fe ,Co ,Si,C分布均匀 ;C含量达到了 15 6 9%,大部分以石墨的形式存在 ,具有一定的自润滑性能 ;但在形成合金化层的温度条件下 ,氮化硅分解严重 ;合金化层硬度提高的主要原因是Si Fe ,Co Fe固溶体的强化作用及高碳马氏体的生成和高硬度碳化物的存在。     

激光硬化改善铸铁表面耐磨性的研究

本研究针对常用的灰铸铁及球墨铸铁材料分别进行激光处理、感应淬火和氨化处理，然后进行耐磨性对比试验。结果表明激光处理对所研究材料耐磨性的改善明显优于感应淬火及氨化处理。