SKD61模具钢激光仿生强化后的组织和性能

为了提高SKD61模具钢表面的硬度和抗疲劳性能,采用激光熔凝处理方法对模具钢进行表面强化,利用光学显微镜、扫描电镜及附带的能谱仪等分析了SKD61钢激光熔凝处理区的显微组织和化学成分,测试了不同区域的显微硬度,并对处理后的模具进行使用试验。结果表明:激光熔凝处理后SKD61钢组织分为熔凝区、热影响区和基体三层,熔凝区组织为极细的等轴晶和柱状晶,消除了夹杂相,合金元素基本均匀分布;与常规热处理相比,熔凝区的显微硬度显著提高;经激光熔凝处理的SKD61钢顶盖压铸模具的使用寿命提高了1倍以上。     

激光熔凝处理高碳高铬轧辊钢的组织及硬度

对高碳高铬钢进行激光熔凝处理,采用XRD、OM、SEM及EPMA等分析手段对激光熔凝处理后的组织、物相组成、硬度等进行了研究。结果表明:激光熔凝处理明显改善了高铬钢中网状碳化物的分布状态,组织明显细化,熔凝层组织形态由表及里为等轴晶、树枝晶、胞状晶,显微组织为奥氏体,枝晶间析出少量碳化物;对流传质作用促使激光熔凝层中各元素宏观分布均匀,枝晶间析出细小的富含铬、钼、钒等元素的碳化物;熔凝层由于生成大量的奥氏体,硬度稍有降低,显微硬度最大值出现在热影响区,可达到759 HV。     

H13－RE热作模具钢激光淬火处理组织和性能的研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜分析Ｈ１３－ＲＥ热作模具钢激光淬火层的组织和性能。结果表明，Ｈ１３－ＲＥ钢激光淬火层的显微组织为细板条马氏体＋少量孪晶马氏体＋弥散碳化物，过渡层显微组织为回火屈氏体＋少量残留奥氏体组织。Ｈ１３－ＲＥ钢激光淬火层具有优异的力学性能，硬度、耐磨性、抗日久稳定性、抗蚀性等显著提高。     

冶金用铸钢轧辊激光熔凝强化的研究和应用

采用5kW连续CO2激光器和激光加工机床对冶金用铸钢轧辊进行激光熔凝强化处理，研制了专用的激光熔凝处理吸光涂料；进行了显微组织分析和硬度测试；对搭接区的回火软化问题和硬化区在热轧过程中回火的问题进行了分析和试验研究。结果表明：激光熔凝强化区和相变硬化区的组织为细小的马氏体＋残余奥氏体＋碳化物；轧辊的表面硬度由原有的HS35～40升高到HS70～85；强化区的深度可达2mm。在实际应用中，轧辊过钢量提高了1．5～1．8倍，使激光熔凝处理成为提高轧辊过钢量的一个有效途径。     

齿轮滾刀激光强化工艺

采用固体脉冲激光器对W18Cr4V高速钢刀具进行局部强化处理,能提高其刀具耐用度及保证加工质量,还可提高生产效率和降低成本。由于激光加热和冷却时间特别短,因此表面不会产生脱碳,而淬火组织非常细小,同时由于空气中的氮渗入形成氮化物,可使表面显微硬度提高,因此增强了刀具的耐磨性。为保证激光强化层表面质量的均匀性及稳定性,采用     

38CrMoAl钢激光表面处理

本文研究了38CrMoAl钢激光表面处理工艺参数与处理结果的关系,建立了激光辐照功率密度、辐照时间、硬化层深度的三维关系曲面,讨论激光表层组织特征。试验结果表明,该钢经激光辐照后,由表及里,组织依次为熔凝层、过烧层、淬火层、回火层;淬火层耐磨性最佳,熔凝层次之,过烧层最差。     

高频微锻造对45钢激光淬火层表面性能的影响

本文利用超声频微锻造机构对45钢激光淬火层表面进行了微锻造处理。利用OM、SEM观察了微锻造对45钢激光淬火层表面组织的影响;利用显微硬度计与洛氏硬度计研究了微锻造后45钢激光淬火层表面显微硬度,硬化深度方向的显微硬度。结果表明:高频微锻造处理后,45钢激光淬火形成的明显而规则马氏体组织被锻碎,表面晶粒明显细化。表面显微硬度提高了11.4%,激光淬火强化区深度方向的显微硬度影响深度为0.2 mm,其中0.1 mm处硬度提高了10.0%,0.2 mm处提高了4.5%。     

激光熔凝对电站锅炉喷嘴用高铬铸钢表面组织和性能的影响

对电站锅炉燃烧器喷嘴用高铬铸钢材料进行了激光熔凝处理,研究了激光熔凝处理后高铬铸钢表面熔凝层的显微组织、相结构、维氏硬度及耐磨性能。结果表明:熔凝层的晶粒得到了细化,最大硬度可达到594 HV;同等条件下冲蚀磨损试验30 min的质量损失比未处理材料低27%;利用激光熔凝技术来改善高铬铸钢表面的组织、硬度和耐磨性能是可行的,经激光熔凝后明显提高了该钢的硬度和耐磨性能。     

H13激光熔凝组织及耐磨性研究

系统研究了Ｈ１３热作模具钢激光熔凝组织和性能。与常规组织相比,熔凝区的显微硬度,抗回火稳定性及耐磨性的均显著提高。     

激光熔凝高速火焰喷涂CoNiCrWC涂层组织与性能的研究

利用高速火焰喷涂在304不锈钢表面制备CoNiCrWC涂层,再利用5kW横流CO2激光对涂层熔凝。通过扫描电镜（SEM）观察熔凝层组织结构,测试并分析熔凝层显微硬度、耐磨性。实验结果表明,激光熔凝层与基材形成良好的冶金结合,熔凝层组织均匀：熔凝层显微硬度平均硬度为HV0．2964．314,明显高于基材硬度;在相同的奈件下,熔凝层的耐磨性比基体有了明显的提高。磨损体积减少了约89％。通过对磨损后的试样进行粗糙度观察后表明,涂层具有更平滑的表面。     

不锈钢激光熔凝工艺研究

以1Cr18Ni9Ti不锈钢为基体,采用激光熔凝技术对其表面进行单道扫描,研究不同激光工艺参数下熔凝层微观组织和显微硬度的变化。结果表明:激光熔凝层晶粒细小,显微硬度较基体硬度有所提高,最高硬度达288HV。可以推断采用激光熔凝技术,能够提高减速板的硬度,改善其耐磨性能。     

大模数齿轮宽带激光淬火

提出了激光热处理一个新的应用领域——采用宽带激光淬火对大模数齿轮进行表面强化处理,有效地防止齿面大块剥落的失效。试验在几种不同激光淬火工艺下进行,选取最佳工艺,并得出在其工艺处理下的性能及组织特征:硬化层深1.2～1.4mm,宽20mm,表面硬度HRC55～60,心部硬度HRC30～35、硬化层组织为细晶混合马氏体相少量残余奥氏体,心部为细回火索氏体。在整个硬化层中获得较高的残余压应力,其值在267～425MPa之间,并分析讨论了这些特性对防止大模数齿轮失效所起到的有效作用。     

高氮轴承钢40Cr15Mo2VN感应淬火工艺可行性试验

利用立式感应淬火机在特定频率和功率下对40Cr15Mo2VN钢进行感应淬火,研究加热时间对40Cr15Mo2VN钢的表面硬度、淬硬层深度和组织特征的影响,结果表明：40Cr15Mo2VN钢在频率12.3 kHz,功率57 kW,水剂冷却条件下进行感应淬火是可行的;加热7,8 s时试样表面硬度不小于58 HRC,淬硬层深度分别为4.2,4.7 mm,表面组织为回火马氏体,心部组织为回火索氏体;加热9～11 s时试样表面硬度均不大于58 HRC,加热9,10 s时表面出现过热组织,加热11 s时表面出现过烧组织。     

铌对镍基合金激光熔敷层组织和显微硬度的影响

采用激光熔敷技术在42CrMo钢基体上制备了不同铌含量的镍基合金熔敷层,研究了铌含量对熔敷层显微组织、物相组成、显微硬度的影响。结果表明:在镍基合金熔敷层与基体结合处、熔敷层中部、熔敷层表面的组织分别为平面晶、树枝晶、粒状等轴晶组织;随着铌含量的增加,熔敷层组织逐渐由γ-Ni奥氏体、CrB、M7C3和M23C6以及Ni31Si12相转变为由γ-Ni枝晶、枝晶间共晶、NbC小颗粒和少量CrBC4等;当铌质量分数达到10%时,组织明显细化;熔敷层的显微硬度随着铌含量的增加而增大,当铌质量分数达到10%时,显微硬度最高,达到约550HV0.2,约为不含铌镍基合金熔敷层的两倍。     

激光重熔45钢工艺研究

为提高45钢的综合力学性能,利用CO2激光器对其表面进行激光熔凝处理,分析了熔凝层的微观组织和显微硬度。结果表明,熔凝层质量优良,晶粒较基体明显细化,显微硬度较基体显著提高,平均硬度为700HV,最高达750HV,约是基体硬度的3倍。     

激光淬火CrMoCu合金铸铁组织及摩擦学性能研究

研究CrMoCu合金铸铁经激光淬火后淬硬层的微观组织结构特征,以及其显微硬度和减摩耐磨性能的变化。结果表明,CrMoCu合金铸铁激光淬火淬硬层依其组织特征可分为完全淬硬区和过渡区。硬化层深度为0.45～0.6mm,表面显微硬度较未淬火基体提高约140%;CrMoCu合金铸铁经激光相变硬化处理后,在不同载荷和低速下均具有较好的减摩性能;在试验范围内,CrMoCu合金铸铁经激光淬火后耐磨性能有显著提高。     

工艺参数对Cr12MoV表面激光熔覆M2高速钢高硬度涂层的影响

为增强轧辊表面硬度以提升轧辊工作寿命，采用1 kW光纤激光器在Cr12MoV表面制备M2高速钢熔覆层，探索最优激光工艺参数。通过着色探伤剂、X射线衍射仪及显微硬度仪，对不同激光功率和扫描速度下的熔覆层显微组织、成分、物相、硬度进行检测分析。结果表明：激光功率对熔覆层表面成形质量影响较大，扫描速度对其影响不明显；随激光功率增加，熔覆层表面平整度增强，裂纹数量降低，熔覆层组织成分分布越均匀，晶界偏析现象减弱，枝晶组织逐渐粗大，熔覆层显微硬度降低；熔覆层主要由Martensite、Austensite、Fe-Cr、MC、M2C相组成，熔覆层内的组织主要是树枝晶和胞状晶，MC、M2C等硬质相弥散分布在组织内；激光功率为1 000 W，扫描速度为180 mm/min时，熔覆层表面无裂纹，最大显微硬度为1 092HV0.2，是基体的2.63倍，满足工业性能需求。     

65Mn钢割草机刀片的激光表面热处理

针对割草机刀片薄而易变形的特点和抗磨损要求,开展激光表面热处理研究。应用正交试验优化的最佳工艺参数对淬火+中温回火的65Mn钢割草机刀片进行激光表面热处理,通过扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机组织性能分析,结果表明:刀片表面硬化层由相变硬化区和热影响区构成,硬化区是隐针马氏体组织,硬度在HRC56~61之间;热影响区为板条状马氏体和针状马氏体混合组织,硬度在HRC50~56之间;由表面到心部硬度梯度良好,耐磨性比未经表面热处理的刀片试样提高2倍以上。实际割草比较,激光表面热处理刀片的耐磨性提高显著。     

入射角度对激光熔凝层组织及性能的影响

采用HL-1500型CO2激光加工机,以不同入射角度对40Cr钢进行激光熔凝处理,利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、恒电位仪及磨粒磨损试验机等对熔凝层进行显微组织观察和性能测试。结果表明:熔凝层分为表层、中间层及过渡层;随着入射角度的增大,熔凝层的组织变得粗大,显微硬度逐渐下降,耐磨性呈降低趋势;熔凝层的耐蚀性比基体有所提高。     

AISI-01钢激光表面强化层组织与硬度分布的研究

本文研究了激光加热工艺参数及钢的原始组织对AISI-01钢激光淬火层组织及硬度的影响。对各组样品表面淬硬层及心部组织的光学显微镜、电子显微镜、X射线衍射及显微硬度分析的结果表明,在激光功率400～600W、扫描速率0.02～0.42cm/s的范围内,可获得深度0.30～0.60mm、表面硬度60～68HRC的淬硬层。然而,激光功率与扫描速度的不同组合,将改变淬硬层表面残留奥氏体及未溶解碳化物的数量。以获得较均匀的淬硬层组织及较平缓的硬度-深度曲线考虑,样品的原始组织以调质处理至硬度30～40HRC为佳。