激光功率对激光选区熔化316L不锈钢微观形貌和性能的影响

采用激光选区熔化(SLM)技术制备316L不锈钢试样.通过单因素实验的方法,研究了激光功率对SLM成形316L不锈钢试样微观组织、致密度、显微硬度和表面粗糙度的影响.结果 表明:SLM成形316L不锈钢试样组织主要由奥氏体组成,且存在少量的铁素体.当激光功率为160W时,SLM成形316L不锈钢试样微观组织主要为胞状晶...     

基于激光熔覆不锈钢涂层技术的工艺及腐蚀性研究

通过激光熔覆技术在Q235钢表面激光熔覆316L不锈钢涂层,研究了激光熔覆工艺参数对单道熔覆层几何尺寸及外观形貌的影响。对多道熔覆层的微观组织以及耐蚀性进行了分析。结果表明:激光电流对增大熔覆层高度、宽度和深度具有积极影响,而扫描速度是熔覆层成型尺寸的消极因素。通过耐蚀性实验得出不锈钢涂层的耐腐蚀性能高于基体的耐腐蚀性能。     

奥氏体不透钢堆焊层激光表面重熔组织及耐腐蚀性能

激光重熔表面热处理技术可提高零件表面获得高的硬度、耐磨性及耐蚀性等,在化工和核电等行业有较好的应用前景,但国内对不锈钢堆焊层焊后表面热处理的研究较少.针对这一现状,对奥氏体不锈钢堆焊层表面进行激光重熔处理,观察其显微组织,并检测重熔表面显微硬度及耐腐蚀性.结果表明,激光重熔后表面显微组织呈细小的树枝-胞状晶奥氏体;激光重熔试样显微硬度大幅提高,较焊态试样提高87.6％;在9.8％的H2SO4溶液中,激光重熔表面处理后的堆焊层金属较易形成钝化膜,耐腐蚀性较好;10％草酸溶液电解试验中,焊态堆焊层金属晶间腐蚀敏感性较高,激光重熔区域为细小的奥氏体晶粒,不易形成连续的“贫铬区”,激光重熔堆焊层金属的晶间腐蚀敏感性较小.     

激光选区熔化次数对316L不锈钢表面性能的影响

目的 通过对激光选区熔化次数的控制,研究其对316L不锈钢表面晶相、化学成分和物理性能的影响规律,并最终获得综合性能优良的316L不锈钢表面.方法 在激光功率80 W、激光扫描速度500 mm/s、成形厚度0.03 mm、扫描间距0.06 mm条件下,通过改变激光选区熔化次数成形试件,并通过光学显微镜(OM)、电子扫描...     

激光喷丸强化对电化学充氢316L奥氏体不锈钢振动疲劳性能的影响

研究了激光喷丸强化对电化学充氢316L奥氏体不锈钢振动疲劳性能的影响.测试分析了不同激光功率密度喷丸316L不锈钢充氢试样的残余应力、显微硬度和微观组织结构,并对比研究其振动疲劳寿命和断口形貌.结果 显示,激光喷丸诱导材料表层位错密度增加,并有效细化晶粒,抑制了氢原子的入侵,同时复杂晶界和高密度位错增殖结构阻碍了氢原子...     

选区激光熔化316L不锈钢的各向组织与性能

对采用选区激光熔化(SLM)制备的316L不锈钢增材制造试样进行了横向、纵向力学性能与微观组织分析。结果表明,增材制造SLM试件亚结构组织由尺寸为0.4 μm左右的胞状组织所构成,组织之间无明显的成分偏析,纵向与横向拉伸强度分别达到808和713 MPa,在经过1050 ℃热处理后,原组织中部分胞状组织消失,纵向及横向强度分别下降到673 MPa及579 MPa,增材制造试样相对传统热轧试样(550 MPa)具有明显的强度优势。SLM试样组织中存在未熔合缺陷,缺陷几何形状的方向性对其在拉应力作用下连接成裂纹有显著影响。热处理后缺陷长度方向与拉伸应力平行的纵向试样伸长率达到47.5%,横向试样伸长率为20%,伸长率指标均显著低于热轧316L钢试样,未熔合缺陷是导致3D打印试件塑性指标降低的主要因素之一。     

TiO2的微观形貌对316L不锈钢的光电化学阴极保护性能的影响研究

通过控制水热反应过程中的钛酸四丁酯的浓度,有效调控了TiO₂光电极的形貌,同时研究了形貌对316L不锈钢的光电化学阴极保护性能的影响。实验结果表明,钛酸四丁酯的加入量为1.25mL时,TiO₂-2具有最大的光致电位降和光致电流密度,表明其对316L不锈钢具有最优的光电化学阴极保护性,电化学阻抗谱的结果表明,载流子的迁移能力的提升是其光电化学阴极保护性能提升的主要原因。     

316L 不锈钢在模拟体液中的腐蚀行为

目的研究316L不锈钢生物医用材料植入体内初期的表面行为。方法在模拟体液中,采用浸泡实验,表征了316L不锈钢浸泡不同时间的表面形貌、润湿性及耐腐蚀性。结果白光干涉测试结果表明,样品表面粗糙度随浸泡时间的延长而变大。浸泡1 d后,在样品表面出现大量无规则的腐蚀坑,腐蚀坑内出现金属的溶蚀。润湿性测试结果显示,随浸泡时间的延长,316L不锈钢的接触角减小,亲水性增强,表面能增加。电化学测试表明,浸泡1周后,316L不锈钢的自腐蚀电流为浸泡前的3倍多,腐蚀速度增大,耐腐蚀性变差。结论在模拟体液中,316L不锈钢表面存在局部腐蚀,材料的表面形貌、成分、润湿性及耐腐蚀性均发生改变。     

不同激光功率对Co基合金堆焊重熔层组织和性能的影响

研究了同一扫描速度（2mm/s）下，3种不同激光功率（1.5kW、2.0kW、2.5kW）对Co基合金堆焊层熔深、枝晶尺寸以及显微硬度和耐磨性的影响。试验结果表明，堆焊层经激光重熔后，组织较原始堆焊层明显细化，硬度明显提高。随着激光功率的加大，堆焊重熔层的熔深、枝晶尺寸均随之增大，表面硬度有所下降。但耐磨性并不随表面硬度下降而降低。硬度与耐磨性没有简单的对应关系。     

体能量密度对SLM成形316L不锈钢耐腐蚀性的影响

为了探究不同体能量密度对SLM成形316L不锈钢耐腐蚀性的影响,采用正交试验法制备不同激光功率、扫描间距和扫描速度下的SLM 316L不锈钢成形件,利用扫描电镜和电化学试验对其微观组织和自腐蚀电位进行观察和测量。结果表明,体能量密度过大或过小时,成形件表面的气孔和孔洞等缺陷较多,自腐蚀电位减小,耐腐蚀性变差。体能量密度为44.64 J/mm^-3时,SLM 316L不锈钢成形件的自腐蚀电位最高,组织表面的气孔等缺陷相对较少,耐腐蚀性最好。激光功率、扫描间距和扫描速度对SLM 316L不锈钢成形件的耐腐蚀性影响的次序为:激光功率＞扫描间距和扫描速度,最佳的工艺参数组合为激光功率250 W,扫描间距0.14 mm,扫描速度800 mm/s。     

激光功率对SLM增材制造316不锈钢组织与性能的影响

利用不同激光功率的选择性激光熔化(SLM)增材制造技术制备了316不锈钢试样,利用光学显微镜、电子背散射衍射(EBSD)、维氏硬度计等分析了试样的晶体学特征和硬度。结果表明,随着激光功率的降低,试样析出相数量呈下降趋势,但输入能量低,熔池冷却速率高,枝晶的临界形核半径小,凝固时的形核率及形核数量高,有利于晶粒细化和等轴晶的生成,表现出高硬度。高激光功率下试样表现出高取向度的纤维织构,而低功率下表现出低取向度的立方织构。激光功率为320 W时,试样的主要织构为{110}<110>和{112}<111>;激光功率为290 W时,试样的主要织构为{112}<110>和{112}<111>;激光功率为260 W时,试样的主要织构为{001}<110>。     

Co基合金堆焊层激光重熔表面改性研究

采用两种不同扫描速度时Q345钢表面Co基合金堆焊层进行激光重熔，并对其进行了硬度，显微组织，X射线衍射分析和耐磨性，耐热疲劳性试验。结果表明，堆焊层经表面激光重熔后组织明显细化，并随着激光扫描速度的提高，重熔堆焊组织不仅更加细小，均匀致密，而且硬度更高，耐磨性，耐热疲劳性均得到进一步改善。     

316L不锈钢薄板激光焊接接头微观组织及力学性能研究

采用脉冲激光焊接设备对0.3 mm厚的316L不锈钢薄板进行搭接焊接试验,分析了工艺参数对焊缝特征及力学性能的影响。结果表明：通过正交试验,在激光峰值功率为2.6 kW、焊接速度为8 mm/s、离焦量为+1.0 mm的最优焊接工艺参数下,焊接接头抗剪切应力最大,离焦量对焊接接头的抗剪切应力影响最大。焊缝横截面存在多个焊点的重叠区,在熔合线附近未观察到明显的热影响区,柱状晶近似垂直熔合线且向焊缝中心点集中生长。焊缝区比母材的硬度小,且从焊缝中心到两端熔合线逐渐增大;在横截面垂直方向上,随着焊缝深度的增加,硬度增大。     

316L不锈钢激光瞬时退火软化工艺研究

目的解决冲压中加工硬化导致的高强度低塑性的问题。方法提出以矩形光斑的温控模式激光为热源,对工件进行选区瞬时退火,达到局部软化的目的。通过金相显微分析、显微硬度分析、力学拉伸及断口分析,分别评价激光瞬时退火软化后试样显微组织、显微硬度、抗拉强度、断后伸长率和断口形貌。结果金相组织显示,不同工艺条件下的晶粒大致呈现变形晶粒、再结晶晶粒、细小晶粒和较大等轴晶4种状态。由显微硬度可知,固溶态母材硬度为173HV0.2,加工硬化后达到341HV0.2。当激光温控温度为1400℃,扫描速度分别为5、10、15 mm/s时,软化处理后硬度分别为164、173、257HV0.2。而扫描速度一定时,激光温控温度越高,软化处理后硬度越低。对试样做室温拉伸试验发现,激光瞬时退火后强度降低,塑性提高。当温控温度为1400℃,扫描速度为5 mm/s时,抗拉强度由加工硬化后的911 MPa下降到591 MPa,接近固溶态母材的570 MPa,断后伸长率由18.2%恢复到54.7%,达到固溶态母材的95.5%。结论激光瞬时退火软化可有效降低加工硬化后的材料强度,提高材料塑性,使其恢复大变形能力。其软化程度随激光温控温度的降低、激光扫描速度的提高而降低,在较优工艺参数下,激光瞬时软化后性能甚至优于母材性能。     

磷酸浓度对316L不锈钢耐蚀性及钝化膜特性的影响

利用电化学方法测量316L不锈钢在不同浓度磷酸溶液中的极化曲线、电化学阻抗、恒电位极化曲线和M-S 曲线,利用 XPS 技术对钝化膜的成分进行表征。结果表明,316L 不锈钢在空气中和磷酸溶液中形成的钝化膜均具有双层结构,内层主要含Cr₂O₃,在空气中形成的钝化膜外层为Fe的氧化物和氢氧化物,在磷酸溶液中形成的钝化膜外层则为Fe的氧化物和磷酸盐。当磷酸浓度小于1 mol/L时,316L不锈钢表面钝化膜受到的破坏较小,其依旧维持较好的耐腐蚀性,随着腐蚀时间的延长,钝化膜会由致密变疏松;当磷酸浓度大于1 mol/L时,表面钝化膜受到的破坏较为严重,耐腐蚀性明显降低,钝化膜变薄且疏松,但是难溶腐蚀产物的生成相对减缓了钝化膜被破坏的进程。     

重熔及退火对316L不锈钢激光熔覆层残余应力的影响

选用316L不锈钢粉末在Q235钢板上进行激光熔覆,并对熔覆试样进行了激光重熔和退火处理。利用盲孔法对熔覆层及基体的残余应力进行测试,采用光学显微镜、维氏硬度计对熔覆层进行微观组织观察和硬度测试。结果表明,激光重熔后熔覆层组织结构未发生显著改变;熔覆层经600 ℃退火2 h后晶粒有轻微长大,经800 ℃退火2 h后发生再结晶,枝状晶数量减少。经过激光重熔和退火工艺后,显微硬度仍维持较高值。激光重熔最多能使残余应力降低55.9%,而合理的退火处理工艺能使残余应力降低70%以上, 800 ℃退火2 h时残余应力的改善效果最显著,残余应力降低了83.8%。     

激光重熔渗硼层的耐磨性研究

利用激光重熔技术对以20钢和5CrNiMo钢为基的渗硼层进行了激光重熔处理,并对重熔前后其耐磨性和组织结构进行了分析.结果表明,激光重熔渗硼层表面的相对抗磨粒磨损性能提高了23%～142%,抗冲击磨损性能也得到改善.这种变化主要是通过改变渗硼层的形貌、消除FeB和渗层内的缺陷、改善界面结合强度、细化组织、适当降低表层硬度、提高表面断裂韧度、使硼原子得到重新分布以及产生众多合金相等方式改善表面耐磨性能,同时在过渡区获得的马氏体对材料表面起强烈支撑作用也有利于耐磨性能的改善.