激光熔覆对不锈钢叶轮耐蚀性能的影响

在不锈钢基体上，采用1#、2#、3#合金粉末进行激光熔覆，用X射线衍射分析和能谱分析测定了熔覆层物相组成。利用极化曲线评价了熔覆层的耐蚀性。结果表明，2#熔覆层具有高的表面硬度和耐蚀性，最有应用开发前途。     

激光熔覆304不锈钢涂层的组织及耐蚀性

为提高普通碳钢表面耐蚀性,利用5 kW横流CO2激光加工设备在45钢表面激光熔覆制备304不锈钢涂层。采用光学显微镜、XRD和SEM等手段对所制备涂层的显微组织及相组成进行分析,并分别利用化学侵蚀实验和阳极极化曲线对涂层的耐腐蚀性能进行测试。结果表明:熔覆层由铁素体和奥氏体双相组成,自界面处到顶端逐渐由单一粗大的柱状晶向尺寸约为5~8μm的致密细小的等轴晶过渡;在15%FeCl3溶液中静置24 h后,基材被腐蚀而熔覆层无明显变化;熔覆层的自腐蚀电位比基材高290 mV,仅比商用304不锈钢低70 mV,而3者之中熔覆层的自腐蚀电流密度最低。     

热处理对激光熔覆合金层组织性能的影响

本文用横流式CO_2气体激光器在碳钢基材表面上熔覆四种牌号的硬面合金层(NiWC25,Ni55,Fe450,Stellitel2),并对激光熔覆合金层进行不同温度下的回火热处理,然后用金相显微镜,耐磨试验机等对激光熔覆合金层回火前后的显微组织,硬度及耐磨性能进行了较详细的研究。结果表明:(1)四种牌号合金层的耐磨性均远大于碳钢的耐磨性,并且还具有良好的抗高温性能;(2)高温回火热处理可以细化合金层的组织,因而进一步提高其耐磨性。     

油压减振器活塞杆表面激光熔覆不锈钢的组织与性能

采用HP-115型五轴激光增材制造系统和两种不锈钢合金粉末对油压减振器活塞杆表面进行了激光熔覆修复。利用着色渗透探伤、金相显微镜和显微硬度计等表征方法分析了不锈钢熔覆层的熔覆质量、微观组织和显微硬度,并利用盐雾试验箱对熔覆层的耐蚀性能进行了研究。结果表明,两种不锈钢合金粉末激光熔覆层质量良好,熔覆层和热影响区厚度分别约为0.65 mm和0.5 mm,其显微组织主要包括细小的等轴晶和树枝晶、粗大的胞状晶以及平面晶;不锈钢粉末12.43%Cr和16.26%Cr激光熔覆层平均显微硬度分别为729 HV0.3和617 HV0.3,与基材(250 HV0.3)相比有较大幅度提高,且不锈钢粉末12.43%Cr激光熔覆层的显微硬度达到了油压减振器活塞杆表面涂层对硬度的要求。与基材相比,两种不锈钢合金粉末激光熔覆层均具有较好的耐蚀性。     

低碳钢表面激光熔覆不锈钢的组织和性能

采用JHM-1GY-400型脉冲Nb∶YAG固体激光器和316L不锈钢粉末在20低碳钢表面制备了激光熔覆层。利用OM、XRD、SEM等表征方法分析了不锈钢熔覆层的物相组成和显微组织,并分别利用旋转摩擦试验机和电化学工作站对熔覆层和基材的耐磨损和耐腐蚀性进行了研究。试验结果表明,不锈钢熔覆层厚度约为50 μm,由γ相(奥氏体)和α相(铁素体)组成,其显微组织主要包括细小的树枝晶、粗大的胞状晶以及平面晶;不锈钢熔覆层表面硬度约为基材的2倍,摩擦因数比基材低0.0418,磨损量更低,不锈钢熔覆层比基材具有更高的耐磨性。与基材相比,不锈钢熔覆层具有更低的自腐蚀电流和更高的自腐蚀电位,其耐腐蚀性能更优异。     

高强不锈钢激光熔覆层的组织与性能

针对核装备零部件维修再制造的需要,采用激光熔覆技术制备高强韧马氏体不锈钢熔覆层,以改善核装备零部件的表面性能,随后对熔覆层试样分别进行300 ℃和500 ℃保温2 h的回火处理。采用OM、SEM、显微硬度计、万能拉伸试验机等设备测试了试样的组织和性能。结果表明,原始试样的抗拉强度为1719 MPa,断后伸长率在15%左右,硬度为550 HV0.2,耐磨性较差;当回火温度为300 ℃时,出现逆转变奥氏体,硬度降至500 HV0.2,抗拉强度降为1662 MPa,断后伸长率超过15%,耐磨性提高;当回火温度上升到500 ℃时,逆转变奥氏体减少,碳化物逐渐析出,出现二次硬化,硬度又上升至530 HV0.2,抗拉强度降至1582 MPa,断后伸长率降至14%左右,耐磨性与原始试样相当。该高强马氏体不锈钢熔覆层整体耐腐蚀性均优于1Cr13钢,具有良好的耐腐蚀能力。     

激光熔覆工艺参数对熔覆层组织和性能的影响

在45钢表面进行激光熔覆WC-12Co合金涂层的试验,利用SEM对熔覆层的微观组织进行了分析,测试了熔覆层的显微硬度.结果表明,激光工艺参数对熔覆层的组织和硬度有很大影响,随能量密度的增加,熔覆层的显微硬度降低.激光功率不同,对流作用不同,激光功率较大,熔池中合金元素的分布比较均匀.     

激光熔覆参数对熔覆层组织的影响

通过改变激光熔覆过程中的激光功率、扫描速度等工艺参数,获得单道激光熔覆层:分析了熔覆层组织中温度梯度/凝固速度(G/R)对凝固组织生长形态的影响规律;探讨了工艺参数对熔覆层组织、性能的影响.结果表明:熔覆层的硬度随激光功率的增加先增大后减小;随扫描速度的增加,经历一个由小到大然后再由大到小的过程.     

激光功率对高速激光熔覆Ni/316L层组织与力学性能的影响

为研究高速激光熔覆Ni/316L层组织与力学性能随激光功率的演变规律,分别采用1.1、1.3 和1.5 kW激光功率在Q235钢表面熔覆Ni/316L层。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、冲击试验机及Knoop压痕法研究了熔覆层的显微组织、显微硬度、冲击性能与弹性模量。结果表明,激光功率为1.1 kW时熔覆层内部晶粒生长取向存在垂直于界面生长和与界面成一定角度交叉生长两种模式,并含有少量孔隙等缺陷,熔覆层/基体界面元素成断崖式分布,二者互扩散程度较低。随着激光功率升高,熔覆层晶粒转变为以垂直于界面生长为主,且涂层内部致密性高,缺陷较少,熔覆层/基体界面元素互扩散程度提升。激光功率对熔覆层硬度、冲击性能都存在显著影响,但是对弹性模量的影响较低。不同激光功率下,熔覆层最大硬度均出现在距界面100 μm左右的区域;功率从1.1 kW提升至1.5 kW时熔覆层熔合区最大硬度提高约50%;功率为1.5 kW时,试样的冲击性能较基体提高约20%。     

热处理对激光熔覆Ni合金层的组织及冲蚀磨损性能的影响

借助于扫描电镜、Ｘ射线衍射仪,能谱仪和显微硬度计研究了２Ｃｒ１３不锈钢激光熔覆Ｎｉ基金合及后续热处理前后的组织结构,显微硬度和耐冲蚀磨损性能。结果表明,Ｎｉ基合金激光熔覆层的显微硬度高达５００－７００ＨＶ,而后继热处理又进一步使熔覆层硬度提高到８５０－１１２０ＨＶ。     

激光熔覆304不锈钢涂层的工艺及组织

采用预置粉末的方法,在45号钢表面激光熔覆304不锈钢涂层,通过调整各项工艺参数得到了表面平整光滑与基体结合紧密的熔覆层.分析和解释了不同扫描速度对熔覆层及热影响区截面尺寸的影响规律;研究了扫描速度对稀释率的影响.结果表明:当速度为800 mm/min时,稀释率出现极值11.1％,当扫描速度为600 mm/min和1000 mm/min时,稀释率接近于合理值10％;熔覆层由铁素体和奥氏体双相组成,自界面处到顶端逐渐由单一粗大的柱状晶向尺寸为5～8 μm的致密细小的等轴晶过渡;热影响区分为淬火区和正火区,分别由细小针状马氏休组织和细小的铁素体组成,基材由铁素体和珠光体组成.     

热处理对含钼2Cr13马氏体不锈钢组织与性能的影响

对在2Cr13马氏体不锈钢中添加Mo的钢进行不同温度热处理工艺试验,研究了热处理温度对含钼2Cr13不锈钢组织、硬度与耐蚀性能的影响。结果表明,含钼2Cr13马氏体不锈钢在1080℃淬火后的硬度最高,当在400~550℃回火时,硬度值存在一个明显的上升区域,这是由于析出的合金碳化物弥散强化作用,使合金出现二次硬化现象。回火后含钼2Cr13不锈钢的耐蚀性能比2Cr13不锈钢明显提高,主要是由于含钼2Cr13不锈钢淬、回火后析出相M2X抑制了M23C6相的产生。     

热处理对选区激光熔化304L不锈钢组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)等研究了热处理工艺对选区激光熔化(SLM)制备的304L不锈钢微观组织结构与力学性能的影响。结果表明:SLM制备的304L不锈钢的组织结构细小,组织中存在高密度位错、δ铁素体与σ相析出物,其强度和塑性均远高于传统304L不锈钢。对SLM制备的304L不锈钢分别进行1050℃×30 min和1000℃×2 h固溶处理后,其微观组织结构发生了变化,观察到了晶内胞状亚晶组织的长大和析出相的固溶,强度和塑性均有所降低。SLM制备过程产生的大量纳米级胞状亚晶结构,是304L不锈钢具有高强高韧性能的主要原因,析出强化和加工硬化可进一步提高其强度。     

热处理工艺对TCS不锈钢力学性能的影响

采用微机控温的箱式电阻炉,对TCS不锈钢进行了热处理实验,并对其力学性能和组织进行了观察和测试。结果表明:热处理温度低于900℃时,加热温度和保温时间对其性能影响不大。热处理温度高于900℃时,随着加热温度的升高,抗拉强度和硬度先是急剧增大,然后有降低的趋势,最大值分别为:870MPa和266HB,转折温度点在1200℃左右;而冲击功和伸长率则随着加热温度的延长而降低。当温度高于900℃时,TCS不锈钢发生铁素体—奥氏体转变,奥氏体在淬火过程中析出马氏体;随着温度的升高,高于1200℃时,淬火组织中含有大量的高温铁素体。     

热处理对热轧不锈钢复合板组织性能的影响

对热轧奥氏体不锈钢复合板的热处理工艺进行了研究,利用金相显微镜对基层碳钢组织进行了观察,通过剪切、拉伸及冲击等试验对热处理前后的界面结合性能及力学性能进行了研究,并对复层不锈钢耐蚀性进行了测量.结果表明,热轧不锈钢复合板基层碳钢组织主要为铁素体和珠光体,强度较低,复层不锈钢的耐腐蚀性也较差;快冷处理后,复合板的强度增加,但由于快冷基层碳钢产生了大量的马氏体和贝氏体组织,塑性明显下降.回火后试样的塑性有明显改善,但仍不能满足使用要求.快冷+缓冷处理后,碳钢层组织为较细小铁素体、贝氏体和少量珠光体,不锈钢复合板力学性能符合标准要求.热处理后的不锈钢复合板抗剪切强度均＞ 380 MPa,界面结合性好;复层不锈钢的腐蚀速率从热轧后的36.2 g/(m2-h)降低到了2 g/(m2·h)左右.最佳热处理工艺为高温(1000℃)快冷+低温(500℃)缓冷.     

27SiMn钢表面激光熔覆304不锈钢的组织和性能

利用激光熔覆技术在液压支架立柱母材27SiMn钢表面进行了不同激光功率的单道激光熔覆304不锈钢试验,选择出熔覆层质量最佳时的激光功率,并在该功率下进行多层累加激光熔覆304不锈钢试验。分析了熔覆层材料的显微组织,对比分析了27SiMn钢基体和304不锈钢熔覆层的拉伸性能和断口形貌。结果表明,熔覆层和基体之间实现了良好的冶金结合,熔覆层材料中呈现出了具有典型定向凝固特征的柱状晶;熔覆层材料的抗拉强度与基体相当,伸长率明显高于基体;熔覆层和基体材料的拉伸断口处均出现了具有典型塑性断裂特征的韧窝,且熔覆层材料的韧窝尺寸及深度明显大于基体材料。     

热处理工艺对15-5PH不锈钢组织和力学性能的影响

通过力学性能测定以及显微组织观察,研究了热处理参数对15-5PH不锈钢力学性能和显微组织的影响。结果表明,固溶温度升高,强度、硬度升高,冲击功降低,晶粒变大,确定了最佳的固溶温度约为1040 ℃;经450～465 ℃时效,硬度、强度较高,而冲击功低。时效温度增加,马氏体板条间距加大,部分马氏体分解为逆转变奥氏体,富铜相长大,强度和硬度降低,冲击功升高。     

激光热处理对S32101修复区组织和性能的影响

采用激光填丝焊方式对S32101双相不锈钢板进行增材修复,在激光功率为5 kW,光斑直径5 mm,焊接速度为8 mm/s,送丝速度为260 cm/min,保护气流量为30 L/min的工艺参数下得到成形良好的焊缝。用不同功率的激光对修复区进行焊后热处理,研究了不同功率下激光热处理对修复区组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明,激光热处理后修复区的奥氏体晶粒明显细化,含量有一定的增加;修复区显微硬度有所下降,但仍高于母材;当热处理激光功率在0～3 kW时,其抗拉强度随激光功率的增加逐渐提高,到达4 kW时,抗拉强度有所降低,修复区拉伸断口均为典型的韧性断裂形貌;通过测量修复区的TAFEL极化曲线,发现激光热处理后修复区的自腐蚀电位提高,自腐蚀电流密度降低,表明激光热处理后修复区的耐腐蚀性能得到了提高。 创新点： (1)利用激光热处理的方法对S32101激光焊接修复区进行了焊后处理。 (2)分析了不同功率(0～4 kW)的激光热处理对修复区微观组织、力学性能、耐腐蚀性能的影响。 (3)激光热处理后S32101修复区的奥氏体含量有了一定的提升,力学性能和耐腐蚀性能得到了一定程度的改善。     

激光热输入对激光增材修复1Cr17Ni2不锈钢组织与力学性能的影响

在1Cr17Ni2不锈钢上进行激光增材修复镍基高温合金粉末试验,研究了激光热输入对1Cr17Ni2钢修复接头显微组织及力学性能的影响。结果表明,1Cr17Ni2钢激光增材修复接头分为熔覆区、热影响区和不锈钢基体,熔覆区上部为均匀分布的树枝晶结构,一次臂较为发达,且生长方向具有一致性,大致平行于熔覆高度方向生长,树枝晶尺寸随激光热输入的减小而逐渐减小,晶粒间的空隙逐渐增大;熔覆区中部和下部区域为短小的柱状枝晶结构,且生长方向具有一致性,随激光热输入的减小,尺寸略有减小。熔覆区主要由基体相γ、沿晶界析出的不规则δ相和MC相等组成;不锈钢侧热影响区主要由块状δ铁素体、奥氏体、马氏体及球状珠光体等组织构成,且与合金熔覆区存在着明显的分界线。随激光热输入的减小,熔覆区平均硬度呈现先增后减的趋势,在激光热输入为80 J/mm时,其硬度达到最大值330.64 HV0.2,较不锈钢基体提高了9.78%。