Cr12激光表面熔凝处理的组织和性能研究

采用CO2 连续波工业激光器在Cr1 2钢表面进行了激光处理试验 ,利用光学显微镜、电子显微镜观察了激光熔凝处理后Cr1 2钢的组织 ,并比较了激光处理前后的耐磨性。结果表明 ,激光熔凝后获得超细化的枝晶组织 ,其组织为树枝状初晶A′和树枝间层片状共晶 (A′ +(Cr、Fe) 7C3 )。组织细化 ,奥氏体应力应变诱发马氏体转变 ,磨损中大量位错团的产生是激光处理后Cr1 2钢耐磨性提高的原因。     

激光淬火工艺参数对40Cr钢淬硬层深的影响

用5kWCWCO2激光器对40Cr钢进行了激光淬火试验,探讨激光工艺参数对淬硬层深的影响。结果表明,激光功率增大、扫描速度降低、激光束重叠尺寸增大,则淬硬层深增大,且扫描速度比激光功率的影响更大。40Cr钢在功率1000～1200W,扫描速度15～30mm/s,激光束重叠尺寸1.0～1.5mm的工艺条件下淬火,可获得不小于0.35mm的平均淬硬层深。     

40铬钢表面加碳激光合金化处理

对40铬钢进行表面加碳激光合金化处理,得到深0.25～0.35mm的白口铸铁层,白口铸铁层组织呈梯度变化,晶粒明显细化,显微硬度高达1200HV0.3以上.热影响相变区组织为马氏体,并存在有针状马氏体到隐晶马氏体的分层,硬度为710～780HV0.3,比常规淬火明显提高.采用高的激光密度、快的扫描速度,有助于晶粒的细化,从而使硬度提高.磨损实验表明,白口铁层的磨损性能比常规淬火样品提高约50%.     

Cr12钢激光表面熔凝后的性能研究

采用Nb:YAG激光器对高碳高合金钢Cr12进行了表面熔凝处理试验,分析了激光加工参数对熔凝单元体宽度的影响,采用光学显微镜、扫描电镜以及能谱仪分析了激光熔凝处理后Cr12钢单元体的微观组织和化学成分分布,测量了不同激光加工参数下熔凝单元体宽度,并用显微硬度计测试不同区域的微观硬度。结果表明:激光熔凝处理后得到熔凝区、热影响区和基体三层组织。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。热影响区的显微硬度较基体显著提高,熔凝单元体宽度随激光参数的变化呈一定规律性变化,其中离焦量对单元体宽度影响最大。     

4Cr5MoVlSi钢表面激光快速熔凝的研究

研究了4Cr5MoVISi钢表面激光快速熔凝后的显微组织和热疲劳性能。结果指出,表面激光熔凝组织对热疲劳裂纹的萌生和扩展有明显的抑制作用。     

40Cr钢搭接激光淬火组织研究

利用扫描电镜和x射线衍射仪，对40Cr钢进行搭接淬火，结果表明，激光硬化表面是由交替的淬火组织（包括二次淬火组织）和回火组织组成。     

40CrNiMoA钢表面激光淬火后的组织和性能

采用光纤激光器对卷取机卷筒主轴常用的40CrNiMoA钢进行了激光淬火实验,采用金相显微镜观察试样表面的显微组织,采用维氏硬度计测试相变硬化层的显微硬度,采用立式万能摩擦磨损试验机评估试样的摩擦磨损性能,采用体视显微镜观察试样截面的宏观组织及磨损形貌,采用电化学工作站测试试样的耐蚀性能。结果表明:40CrNiMoA钢经激光淬火后,表面会出现一层相变硬化层,其显微组织主要为细小的马氏体、少量的残留奥氏体以及部分弥散的碳化物;硬化层深度约为200μm,硬度值可达638.3~711.2HV,约为基体的2.6~2.8倍;平均摩擦因数为0.506,与基体相比下降了42.5%,磨损量为1.3mg,仅为基体的36.1%,其主要磨损机制为磨粒磨损;腐蚀电位为-0.497V,自腐蚀电流密度为2.16789×10^-9 A/cm2,与基体相比,腐蚀电位略有提高,而自腐蚀电流密度有所降低,耐腐蚀性能得到了较大提升。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢激光快速熔凝处理与表面合金化

为提高奥氏体不锈钢在介质中耐晶间腐蚀能力，利用激光快速熔凝处理和用Nb激光表面合金化等手段改变了1Cr18Ni9Ti不锈钢的组织结构，使其耐腐蚀的能力明显增强。在用Nb激光表面合金化的部分样品中，还发现了无序结构。     

Y2O3对40Cr钢激光表面合金化组织和性能的影响

为了改善金属卷筒的组织性能,采用Mo+Y2O3制成合金粉末,将粘接剂均匀涂覆在40Cr钢基材表面,用CO2激光器对材料表面进行了激光合金化处理。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机研究了Mo+Y2O3对合金化层的硬度、耐磨性、组织结构、形成机理的影响。结果表明,在加入稀土氧化物Y2O3后,合金层晶粒显著细化,晶界得到强化,增加了显微组织的均匀性、致密性,硬度、耐磨性得到显著提高,有利于提高金属卷筒表面的硬度和耐磨性。     

4Cr5MoV1Si钢表面激光快速熔凝的组织特征

本文研究了4Cr5MoV1Si钢表面经连续CO2激光快速熔凝处理后的显微组织.结果表明,熔凝区为外延生长的细小胞状晶和胞状树枝晶,成分均匀,碳化物全部熔化,消除了夹杂物,其组织为马氏体,且其中的板条马氏体数量较该钢普通淬火的多.     

NiAl对激光熔凝Ni-P-Al2O3复合镀层性能的影响

利用CO2激光熔凝NiAl/Al2O3化学复合镀层,研究NiAl金属间化合物的加入对复合镀层的性能影响.借助SEM、XRD、摩擦摩损试验机等对激光强化后的复合镀层的成分、组织、结构以及耐磨性能进行了分析.NiAl金属间化合物的加入明显提高复合镀层的表面平整度,对显微组织的细化也起到了一定的作用.激光熔凝后产生的金属间化合物对提高复合镀层的硬度和耐磨性起到重要的作用.复合镀层硬度提高近3倍,而其耐磨性提高50%左右.     

U74钢轨表面激光淬火工艺及其对耐磨性的影响

本文研究了U74钢轨表面激光淬火工艺及其对表面耐磨性能的影响。激光淬硬层分为表面过热区、均匀相变区和过渡区。淬硬层深度约为0.5-0.8mm，单道淬火宽度约4mm，表面硬度可达Hv850-Hv1000，淬硬层组织为高碳马氏体，细晶混合马氏体和少量奥氏体。激光淬火造成的组织细化和大量高碳马氏体的形成是硬度提高的主要原因。在扫描速度为6mm/秒，离焦量60mm的条件下，U74钢轨表面激光淬火的最佳功率约为1.8kW。在该功率下，可以获得最高硬度、最大硬化层深度和最佳能量利用系数。摩擦学试验表明，经过激光淬火，钢轨表面的耐磨性能有了明显提高。     

渗碳淬火零件表面激光熔凝后的组织特性研究

采用3000W CO2激光器对12Cr2Ni4A钢渗碳淬火表面进行了激光熔凝处理.设计了激光熔凝处理的工艺参数,获得了表面光洁、成形良好的硬化层.研究了渗碳淬火层经激光熔凝处理后的组织特性与显微硬度分布.结果表明,预置TH-1型增强激光吸收涂料的激光熔凝处理能够显著的改善组织,显微硬度可达HV0.21100.研究还发现,激光熔凝处理后的零件表层与内部没有任何裂纹出现.研究结果为激光表面处理修复或强化渗碳淬火零件提供了基础资料.     

淬火回火钢激光表面涂敷后热影响回火区的特性

在经淬火回火处理的45钢和 T10A 钢表面进行了激光涂敷 Ni 基合金的研究。得出:回火区宽度随激光器输出功率的降低和扫描速度的加快而变窄,并且基体钢碳含量越高时回火区越窄;回火区最低硬度与工艺参数关系不大,取决于基体钢碳含量的多少。     

激光参数对Q235B钢激光熔凝层耐蚀性的影响

为探究激光的单脉冲能量密度、光斑重叠率、扫描次数对激光熔凝层耐蚀性的影响规律,首先采用单因素激光熔凝实验法在Q235B钢材表面制备激光熔凝层,然后采用显微镜研究激光熔凝层单位面积内的微裂纹分布,并采用电化学分析方法研究熔凝层自腐蚀电位和自腐蚀电流密度的变化规律。以最大自腐蚀电位和最小自腐蚀电流密度为目标进行激光参数优化,得出单脉冲能量密度为3.82 J/cm²、光斑搭接率为80%和扫描次数为4的激光最佳参数组合。分析表面及切面的X射线能量色散谱和X射线衍射谱发现,最佳激光参数组合下制备的激光熔凝层(最佳激光熔凝层)由内至外的组织为Fe渐变氧化层过渡至以Fe₃O₄-FeO混合结晶为主的Fe稳定氧化层。将最佳激光熔凝层与Q235B钢碱性发黑层的电化学阻抗谱、表面粗糙度、X射线能量色散谱和X射线衍射谱进行对比后发现,最佳激光熔凝层的耐蚀性约为碱性发黑层的3倍,这得益于熔凝层中Fe稳定氧化层更低的表面粗糙度和微裂纹密度、更少的氧化漏点以及可防止过度氧化的特点。     

45钢碳氮共渗层的激光处理

本文研究了45钢碳氮共渗层经不同工艺参数激光处理后的组织和性能变化,测定了处理层的显微硬度分布和耐磨损及抗腐蚀性能。试验结果表明,激光处理层的性能得到明显提高。     

脉冲Nd:YAG激光熔凝处理5Cr4Mo3SiMnVAl模具钢的组织特征

对回火态5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)冷作模具钢脉冲NdYAG激光熔凝处理后的熔凝区、相变硬化区及回火区的组织进行了研究.激光熔凝处理后得到六层不同的组织.对这六层组织进行了SEM观察.在用一维解析模型计算出脉冲NdYAG激光熔凝处理的温度场、温度梯度场和冷却速率场的基础上,结合快速凝固理论和固态相变理论对前五层组织的形成原因进行了讨论.     

扫描速度对激光快速熔凝钢组织与物相的影响

用TEM（透射电子显微镜）和XRD（X射线衍射）对H13，40Cr等材料的激光快速熔凝组织的观察分析，表明扫描速度大时熔区中以极条马氏体为主，其亚结构为位错，马氏体板条上弥散分布着碳化物的细小颗粒；当扫描速度较小时，熔区中则以片状马氏体为主，其亚结构是李晶。     

激光熔覆处理对2Cr13钢腐蚀疲劳寿命的影响

测定了２Ｃｒ１３钢及其激光熔覆试样在３．５％ＮａＣｌ（ＰＨ＝７）水溶液中频率为５０Ｈｚ时的腐蚀疲劳寿命曲线，研究了其腐蚀疲劳断裂行为特征。结果表明，激光熔覆试样的腐蚀疲劳裂纹起源于２Ｃｒ１３钢基材表面蚀坑。由于激光合金层抑制了腐蚀疲劳裂纹的萌生，使其腐蚀疲劳寿命明显高于２Ｃｒ１３钢。该结果为激光熔覆技术的应用开辟了新的道路。     

铝硅合金激光熔凝处理后的电化学腐蚀现象

利用２ｋＷＣＯ２激光器对不同合Ｓｉ量的ＡＩ－Ｓｉ合金进行了搭接扫描熔凝处理，通过ＳＥＭ和ＴＥＭ对激光熔凝处理后Ａｌ－Ｓｉ合金的组织结构进行了观察，通过测定在不同介质条件下的阳极极化曲线，讨论了激光熔凝处理对ＡＩ－ｓｉ合金耐蚀性的影响。结果表明，激光处理可改善Ａｌ－Ｓｉ合金在１０％Ｈ２ＳＯ４和１０％ＨＮＯ３溶液中的耐蚀性，而对Ａｌ－Ｓｉ合金在１０％ＨＣｌ和５％ＮａＣｌ溶液中的耐蚀性没有明显的促进作用。