激光熔覆巴基管／球墨铸铁的研究

本文以巴基管为涂层,采用激光熔覆并辅以后续热处理的方法,对珠光体球墨铸铁进行改性处理,所得样品的表面硬度达ＨＲＣ６５。观察电镜（ＳＥＭ）观察表明,样品的组织主要为马氏体及网状碳化物,同时,产生了具有规则几何形状的晶体,它的形成与马氏体的转变有关。     

激光熔覆420不锈钢的热流耦合数值模拟与试验验证

研究主要工艺参数(激光功率、扫描速度、送粉速率)对激光熔覆420不锈钢过程中熔池温度和单道熔覆层几何尺寸的影响,以及熔覆层不同位置处温度、温度梯度、流速的变化规律。建立了在Q235碳钢基板上激光熔覆420不锈钢粉末的热流耦合三维瞬态数值模型,模拟激光熔覆的成形过程;考虑了熔池内的浮力、Darcy阻力以及表面张力驱动的Marangoni效应,采用表观热容法考虑材料的相变潜热,任意拉格朗日欧拉法(ALE)用于追踪熔池的自由表面和模拟熔池的生长。结果表明,熔池温度随着激光功率和送粉速率的增加而增加,随着扫描速度的增加而减小。对熔覆层宽度影响最大的工艺参数是激光功率,激光功率从800 W增加到1000 W,熔覆层宽度增加了175.4051 μm;对熔覆层高度和深度影响最大的均是送粉速率,送粉速率从1.49 g/min增加到3.17 g/min,熔覆层高度增加了309.8188 μm,熔覆层深度减小了152.0495 μm。不同的激光熔覆工艺参数下,从熔覆层顶部到底部硬度均不断减小。经试验验证,该模型能够准确预测不同工艺参数的激光熔覆过程。     

激光熔覆修复合金球墨铸铁风冷辊的研究

采用自制的专用铁基合金粉末,对合金球墨铸铁风冷辊进行了激光熔覆修复.利用光学显微镜、X-射线衍射仪与数字显微硬度计对激光熔覆修复层的组织结构及硬度进行了研究.结果表明,激光熔覆修复层呈树枝状晶生长,与风冷辊形成了良好的冶金结合,表面较平整、无气孔与裂纹,主要由过饱和马氏体与金属间化合物Fe35B组成,平均显微硬度达753 HV0.2,相对于风冷辊提高了约43.7％.     

QT800-2球墨铸铁表面激光熔覆工艺参数多目标优化

目的 为了解决球墨铸铁表面激光熔覆铁基合金过程中熔覆层塌陷、厚度不均等问题,确定旁轴送粉激光熔覆最优工艺参数组,并对参数寻优方法进行对比分析.方法 选取工艺参数(激光功率、扫描速度、送粉速度)为优化变量和熔覆层表面质量(表面粗糙度、硬度)为优化指标,通过设计L9(34)正交试验进行极差分析,得到优化后的参数组合;通过神...     

球墨铸铁表面激光熔覆Fe-Cr-Si-B涂层

在球墨铸铁QT600-3表面激光熔覆铁基合金涂层,分析测试了激光熔覆层的微观组织、显微硬度以及界面处Fe、Cr元素的分布情况。结果表明:激光熔覆区为胞状晶和树枝晶结构,组织均匀致密,Fe、Cr等元素在熔覆层与母材间发生了相互扩散,形成良好的冶金结合,并有硬质点的弥散分布,使得涂层硬度大幅度提高,大约为基体硬度的2.6倍。     

多道激光熔覆温度场的有限元数值模拟

分析了激光熔覆过程中温度场的主要影响因素,在主要考虑边界条件和热源数据的基础上,建立了送粉式激光熔覆多道搭接情况下温度场的有限元计算模型,并对板材上搭接三道熔覆层的熔覆温度场进行了三维数值模拟,得到了每道熔覆层上中心点的温度变化规律.结果表明,在激光熔覆过程中每道熔覆层中心点上的温度随时间延长呈锯齿状变化,且每个中心点所能达到的最高温度并不相同.此外,搭接情况下,熔覆层中心点每次升温前的最低温度是随着熔覆顺序的进行而逐渐升高的,且升高趋势类似于抛物线.此计算结果合理,为研究应力场和应变场的变化规律打下基础.     

激光熔覆工艺热-弹-塑-流多场耦合数值模拟与试验

熔覆过程存在极其复杂的传热及热-弹-塑-流多场耦合变化,将影响对流、传热、传质、凝固和相变,而熔覆中的急冷急热会产生复杂的残余应力与变形,产生熔覆裂纹,影响熔覆层质量。揭示熔覆过程中多场耦合演变机理是控制和避免产生熔覆裂纹的关键。文中以CALPHAD法计算温变物性参数,建立了碟片激光器激光熔覆过程多场耦合模型,综合考虑了光束与粉末间的相互作用,熔池表面张力、浮力对液态金属流动的影响,熔覆带的瞬时变化,计算得出了熔覆过程温度场、速度场、应力场的瞬时变化规律。运用Zeiss-∑IGMA HD扫描电镜进行金相实验,验证了所建模型的准确性。计算表明：形成近似2 mm×1.5 mm×1 mm椭球体熔池,最高温度在光斑中心偏后位置;700 ms后,等效热应力稳定在548 MPa左右,熔池底部热应力最大。该研究为减小和消除残余应力提供了有效途径与方法。     

激光熔覆溶池二维准稳态流场及温度场的数值模拟

本文建立了二维准稳态激光熔覆熔池流场及温度场的数值模型,除考虑对流换热外,模型还考虑了局部大变形自由表面,在贴体正交曲线坐标系下采用了非正交错网格ＳＩＭＰＬＥ算法离散求解动量方程,计算出了激光熔覆熔池自由表面形状和温度场,速度场及局部特征凝固参数,数值结果表明,表面张力温度系数αγ／αＴ和扫描速率ｕ０对熔池自由表面形状及熔池内温度分布,速度分布有重要影响,同时进行激光熔覆的工艺实验,实测枝晶二次臂     

激光熔覆温度场的数值模拟研究进展

介绍了激光熔覆温度场的数值模拟现状,结合影响模型建立的几个主要因素,综合分析了现有模型的优点及不足,指出了进一步发展该领域所需完善的几个问题。     

球墨铸铁激光熔覆Hastelloy C276气孔缺陷与耐蚀性研究

为替代价格高昂且难加工的整体镍基合金材料在腐蚀环境中的应用,采用激光熔覆技术在球墨铸铁QT500-7基体上制备Hastelloy C276合金涂层。研究了激光功率和扫描速度对涂层气孔率及稀释率的影响;采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、显微硬度计和电化学工作站对该涂层组织、硬度及耐蚀性能进行研究。结果表明：在所选工艺参数下,涂层与基体均能形成良好冶金结合,无裂纹缺陷。随着激光功率增大或激光扫描速度增大,该涂层稀释率及气孔率均呈增大趋势。该涂层组织以树枝晶为主,物相主要由γ-Ni固溶体及碳化物M₂₃C₆、M₃C₇、Ni₆Mo₆C组成。该涂层的平均硬度为379.38 HV,达到了基体的1.98倍。在3.5 wt%NaCl溶液中Hastelloy C276合金涂层自腐蚀电位高于球墨铸铁且自腐蚀电流密度低于球墨铸铁,线能量越低的工艺参数制备的涂层耐蚀性越好。     

球墨铸铁表面激光熔覆层的组织及耐腐蚀性能研究

目的 解决用于乏燃料贮运的球墨铸铁筒体容器因内壁腐蚀导致服役寿命短的问题,提高球墨铸铁表面的硬度及耐腐蚀性能.方法 利用送粉式激光熔覆技术在球墨铸铁表面制备4 种不同组分的316L不锈钢、Ni625 合金、410L不锈钢及NJ30 合金熔覆层.采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪表征熔覆层的微观组织、物相组成、元素分布及腐蚀形貌.借助显微硬度计、电化学工作站测试熔覆层的显微硬度及耐腐蚀性能.结果 4 种合金熔覆层均成形质量良好,无裂纹及明显的气孔缺陷,并与基体形成了良好的冶金结合.熔覆层底部至顶部出现相似的组织形态,但晶粒尺寸存在较大的差异.316L、Ni625、410L及NJ30显微硬度显著高于基体,分别为基体的 1.74、1.92、2.35 及2.4 倍,熔覆层内部固溶体及硬质相的生成是提高硬度的显著因素.在3.5%的NaCl溶液中,4 种熔覆层的耐腐蚀性由好到差为 316L、Ni625、410L、NJ30.腐蚀形貌显示,316L及Ni625 熔覆层在电化学测试环境下具有良好的抗腐蚀性能.结论 316L及Ni625 合金熔覆层具有良好的综合性能,适用于提高大型球墨铸铁容器的表面改性.     

铁素体基球墨铸铁激光表面重熔后的组织与性能

通过调整激光重熔工艺参数对球墨铸铁进行表面重熔处理 ,获得了白口铸铁层 ,对熔化层的显微组织、力学性能、熔化层 基体界面特性与工艺参数的关系进行了仔细研究 ,结果表明 :快速加热熔化、快速冷却凝固和部分碳被烧损 ,使熔化表面凝固后获得白口铸铁层 ,构成了球墨铸铁与白口铸铁的复合材料 ;激光重熔处理后的白口铸铁层显微组织很细 ,具有高的强度和硬度 ,随着激光束扫描速度的增大 ,显微组织变细 ,硬度增高 ;熔化层的横截面积与激光束扫描速度之间在一定条件下接近双曲线关系。     

工艺参数对铜合金激光熔覆层性能的影响

运用激光熔覆方法在球墨铸铁基体上熔覆铜合金涂层，试验分析了激光工艺参数（激光功率，扫描速度）对熔覆层组织和性能的影响， 从而得到最佳工艺参数。     

汽车发动机铸铁凸轮轴的尺寸恢复

凸轮轴是汽车发动机的重要部件之一。采用激光熔覆技术对铸铁凸轮轴的磨损部位进行尺寸修复,检测修复层的性能,并采用电解加工方法对修复后的凸轮面进行精加工,以求开发一种低成本、高效率的铸铁凸轮轴的再制造配套技术。     

扫描速度对球墨铸铁激光熔覆层组织的影响

目的揭示不同扫描速度下激光熔覆Fe基覆层显微结构的变化规律,以寻求高效的组织控制手段。方法使用半导体激光器,在相同送粉量和激光功率条件下,采用不同扫描速度,在球墨铸铁表面制备激光熔覆层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪、X射线衍射仪表征覆层微观组织和相组成,采用洛氏硬度计对覆层硬度进行测定。结果扫描速度为7 mm/s时,稀释率为16%,覆层组织主要是马氏体和少量残余奥氏体,晶粒细小,无裂纹,洛氏硬度为55.5HRC;扫描速度为5 mm/s时,稀释率为30%,覆层中的晶粒形态变粗大,且得到更多的柱状晶和等轴晶,残余奥氏体含量大幅增多,马氏体含量明显下降,结晶裂纹倾向大,洛氏硬度为21.7HRC。结论扫描速度在球墨铸铁的覆层制备中发挥了重要作用,对覆层凝固过程、晶粒生长、相组成、裂纹敏感性、硬度有很大影响。通过适当调整扫描速度可以改变马氏体和残余奥氏体的量,获得无裂纹且硬度合适的覆层,实现覆层组织和力学性能的有效控制。     

球墨铸铁QT600-3激光淬火工艺研究

研究了矩形(5 mm×4 mm)激光束工艺参数(功率密度W和扫描速度v)对QT600 3材料激光淬火淬硬层深度及淬硬层硬度分布的影响。结果表明,在 W=4.5~5.5 kW/cm2、v=4~5 mm/s时,其淬硬层内硬度分布基本均匀,平均硬度值达920 HV,达到基体硬度的2.3倍左右;硬化层深度达0.5 mm左右。     

球墨铸铁激光熔融处理后的组织SCIEI

应用光学显微镜、扫描电镜和扫描Auger探针对球墨铸铁经激光熔融处理后的组织进行了研究。结果指出,在熔池/基体交界区的石墨球周围存在双壳层组织,它们分别为马氏体+残余奥氏体层和伪共晶莱氏体层。提出了这种组织的形成机制。     

现代球墨铸铁的诞生、应用及技术发展趋势--20世纪材料科学最重大的技术进展之一

通过对现代球铁诞生及发展历程的回顾,总结人类探索创新的经验,并指出球铁研完和应用的趋势。     

球墨铸铁激光涂层裂纹研究

对球墨铸铁激光涂敷特点、涂层裂纹倾向及其对涂层性能的影响等进行了研究。探讨了球墨铸铁激光涂层材料选择原则．并提出了防止涂层裂纹的激光涂敷新工艺。