激光淬火处理后半高速钢的组织及性能

采用横流CO₂激光器对半高速钢5Cr5MoSiV表面进行了激光淬火试验,并对淬硬层组织及性能做了研究。结果表明,半高速钢激光淬火层主要分为4个区域：完全淬火区,不完全淬火区,过渡区和基体。完全淬火区的显微组织为马氏体+残留奥氏体+少量碳化物。淬硬层显微硬度比基体显微硬度提高了1.5倍。激光功率与扫描速率的改变对淬火后的表面硬度影响较小,但功率或扫描速率的改变会对淬硬层深度产生明显影响。     

ZL101合金激光熔凝强化处理

采用5 kW CO2激光器对ZL101合金表面进行激光熔凝强化,用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度计对熔凝层与铝合金基体的界面结合区的组织结构和显微硬度进行分析。结果表明,重熔后的ZL101显微组织分为熔凝区、热影响区和基体。熔凝区与基体相比,组织明显细化,共晶Si由针条状变为细小颗粒状。表面熔凝区的硬度较基体提高了20%。     

光纤激光-渗氮处理对Cr12MoV钢组织和性能的影响

采用IPG的YLS-3000型光纤激光器对Cr12Mo V钢表面进行原位激光-渗氮处理。通过光镜、扫描电镜、X射线衍射及金相显微硬度计,分析研究不同激光处理参数对渗氮层组织及性能的影响。结果表明,在扫描速度和离焦量一定的条件下,Cr12Mo V激光熔凝层深度随激光功率的增加而增大,激光渗氮处理可使材料表面显微硬度提高。Cr12Mo V钢激光渗氮后的组织由熔凝区、热影响区及基体三部分组成。随着激光熔凝速度的增大,熔凝区树枝晶逐渐变得细小。随着激光熔凝功率的增加,熔凝区树枝晶逐渐变得粗大。熔凝层的硬度峰值出现在距材料表面1.0 mm附近,两侧呈对称降低,硬度峰值则随激光功率的增加而增加。     

不锈钢激光熔凝工艺研究

采用激光熔凝技术对1Cr18Ni9Ti不锈钢表面进行单道扫描,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:激光熔凝区品粒细小,熔凝层显微硬度较基体硬度有所提高,最高硬度可达288HV.可以推断采用激光熔凝技术,能够提高不锈钢的硬度,改善其耐磨性能.     

轧辊表面宽带激光熔凝过程的相变及力学性能研究

综合考虑温度、相变和应力的耦合作用,运用有限元法分析了42CrMo轧辊在宽带激光单道扫描和叠道扫描下熔凝层的显微组织、硬度和残余应力分布规律及演变过程。计算结果表明,激光熔凝冷却过程中产生的马氏体相变对熔凝层的硬度和应力分布均有很大影响。单道激光熔凝层相变生成的马氏体比例高达80％以上,熔凝强化层的显微硬度值提高2.5～3倍,熔凝区内表现为残余压应力,热影响区则为拉应力;叠道激光熔凝后试件表面实际硬度值有所下降,且搭接区存在局部软化带。计算结果与实际分布规律基本相同,可为制定工艺、预测熔凝区性能变化提供理论依据。     

搭接参数对激光熔凝处理层显微组织和性能的影响

应用 3kW连续CO2 激光器对轧辊钢进行激光熔凝搭接处理 ,分析了搭接区的显微组织和硬度。结果表明 ,搭接区的组织分布特征和光斑中心基本一样 ,包括搭接熔凝区、搭接相变区和搭接热影响区 ,搭接区的显微硬度分布和光斑中心也相同 ,且当搭接参数合适时 ,可得到较均匀的表面硬化层。     

搭接参数对激光熔疑处理层显微组织和性能的影响

应用3kW连续CO2激光器对轧辊钢进行激光熔凝搭接处理,分析了塔接区的显微组织和硬度。结果,搭接区的组织分布特征和光斑中心基本一样,包括搭接熔凝区、搭接相变区和搭接热影响区,搭接区的显微硬度分布和光斑中心也相同,且当搭接参数合适时,可得到较均匀的表面硬化层。     

工艺参数对蠕墨铸铁激光熔凝淬火带裂纹率和形貌的影响

采用3 kW固体光纤激光器在蠕墨铸铁基体上进行了激光熔凝淬火试验,分析了淬火带的裂纹率、熔凝区形貌、显微硬度和组织.结果表明,当保护气体流量一定时,提高激光功率或降低扫描速率有利于降低激光熔凝淬火带的裂纹率;而激光功率一定时,不同的扫描速率对应的最佳保护气体流量大小不同.随着激光功率的增加,淬火带形貌会向基体扩展,扩展规律是先主要沿熔凝区宽度和深度方向扩展,然后沿其它方向扩展,到一定程度后,又沿着宽度和深度方向扩展,如此循环,熔凝区总面积不断增加,淬火带形貌也由扁平状逐步变化为帽子状.     

微束等离子弧熔凝处理15CrMo钢的组织和性能

利用微束等离子弧对15CrMo钢表面进行熔凝处理,研究了熔凝后各区域的组织和性能.采用光学显微镜、显微硬度仪、磨损试验机、电化学腐蚀试验等方法对各区域进行了测试分析.结果表明,经微束等离子弧熔凝处理后试样剖面由熔凝区、热影响区和基体三部分组成.15CrMo基体组织为铁素体和珠光体组织,熔凝区组织为马氏体组织,热影响区晶粒大小不一,组织不均匀.熔凝区和热影响区的显微硬度和耐磨性明显高于基体,其显微硬度值约为基体的2倍.电化学试验表明经微束等离子弧表面熔凝处理后可提高试样表面的抗腐蚀性能.     

定向凝固镁合金表面激光熔凝组织和性能研究

采用激光表面熔凝技术对定向凝固AZ31镁合金铸锭进行了激光表面熔凝,并对处理后的试样进行了微观组织观察、显微硬度与耐蚀性测试。结果表明,经激光表面熔凝处理后的试样尺寸与基体相比得到明显细化,析出物的组织细小且分布均匀。与基体相比,处理后试样的显微硬度和耐蚀性明显提高。随着激光功率的增加,显微硬度增高,耐蚀性增强。     

激光表面熔凝处理过共晶Al-Si合金的疲劳裂纹扩展行为

试验研究了Al-20%Si合金在激光表面熔凝处理后的显微组织特征及激光表面熔凝处理对合金疲劳裂纹扩展形为的影响。结果表明,激光表面熔凝处理使试验合金的显微组织得到了明显细化,熔凝层主要由细小的初生Si、-αAl及Al-Si共晶相组成,熔凝层的硬度显著提高;在应力比R为0.1和0.5的试验条件下,激光表面熔凝处理显著提高了试验合金的疲劳裂纹扩展抗力。     

光纤激光熔凝工艺对45钢表面组织与性能的影响

利用IPG-3000W光纤连续激光器在耐火砖芯模(45钢)表面进行熔凝强化处理。利用金相显微镜、显微硬度计等分析手段研究光纤激光熔凝处理对45钢微观组织、显微硬度的影响。结果表明:经光纤激光熔凝后45钢表面的晶粒得到了明显细化,随着激光功率的增加,熔凝层深度明显增加;随着激光扫描速度的增加,晶粒细化越显著。表面熔凝后的组织受相变强化和细晶强化的双重作用,使其力学性能显著提高,显微硬度相对于基体明显增加。     

65Mn钢锯齿激光淬火的组织和硬度研究

使用Nd:YAG脉冲激光器对65Mn钢锯齿进行表面强化,研究了不同激光淬火工艺参数对表面硬化层的影响.使用光学显微镜和维氏硬度计对不同激光淬火工艺条件下的试样进行显微组织分析和硬度测试.结果表明:各组试样均完全淬透,激光淬火后组织全部为马氏体,试样硬度均显剧提升.其中1号工艺参数淬火区硬度分布均匀,硬度为60HRC,满足生产要求.     

高铬铸钢激光熔凝组织与性能研究

为提高锅炉燃烧器喷嘴的表面性能,采用5kW横流CO2激光加工系统对高铬铸钢表面进行熔凝处理,并进行显微组织分析和硬度测试.研究结果表明:铸态高铬铸钢晶粒较粗大、组织不均匀,原始组织以奥氏体为基体,还存在大量网状断续共晶碳化物、莱氏体.经激光凝熔后,显微组织明显细化,其试样剖面组织分为激光熔凝区(细小奥氏体 少量细小未熔碳化物)、激光相变区(奥氏体 少量晶界碳化物)、过渡区和母材4个区域.熔凝区和相变硬化区的淬硬深度依工艺参数不同.可达0.2～0.3mm.由于形成了奥氏体组织,高铬铸钢表面硬度增加不明显,硬度最大值出现在相变硬化区.     

扫描速度对镁合金激光熔凝层组织及性能的影响

采用500 W脉冲激光器以不同扫描速度在AZ91D镁合金表面进行激光熔凝,运用XRD、SEM、EDS等手段测试了熔凝层的组织、显微硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。结果表明,激光熔凝能提高镁合金的表面硬度及耐磨性,但未能提高其耐蚀性能。激光扫描速度对熔凝层的硬度影响不大。     

轧辊激光表面处理后的显微组织及性能

采用1 kW横流CO2 激光器对工业用半钢、无限冷硬铸铁及高速钢3种轧辊试样进行表面激光处理.用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪及显微维氏硬度计等对激光处理表面进行观察和测试.结果表明,3种试样的横截面组织由熔凝区、相变区、热影响区和原始组织4部分组成,激光扫描后的熔凝区硬度低而相变区的硬度高;试样经540℃×1 h回火后由于残留奥氏体转变使熔凝区的硬度有不同程度的上升,而相变区的硬度由于马氏体过饱和度的下降硬度反而下降;熔凝区内有大量的细点状FeS及MnS夹杂物;与含碳量较低的半钢和高速钢不同,无限冷硬铸铁轧辊的熔凝区内及其周围产生了热裂纹.     

45钢光纤激光熔凝工艺

采用光纤激光对45钢表面进行了激光熔凝处理研究. 结合熔凝层深度、组织、显微硬度和摩擦磨损性能分析,研究了多道激光熔凝的激光功率、激光扫描间距对熔凝工艺的影响规律. 结果表明,在改变激光功率的研究中,熔凝层深度随激光功率的增大而增加,熔凝层的显微硬度呈周期性变化,后道激光处理对前道熔凝层存在回火热处理作用. 在改变激光扫描间距的研究中,进一步验证了后道激光熔凝对前道的热影响作用,同时适当增大扫描间距,获得软硬相间的熔凝层表面,有利于改善钢材表面的耐磨性能,同时可适当提高激光熔凝处理的生产效率.     

50CrV钢螺丝刀刃口的激光淬火工艺优化与组织性能特征

为提高螺丝刀头刃口硬度与耐磨性,延长其使用寿命,在已做激光淬火薄壁件预试验基础上,采用大功率光纤耦合半导体激光器于螺丝刀刃口上进行激光淬火试验。利用光学显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验仪等试验测试仪器,分析刃口激光淬火区域组织形态特征、显微硬度及耐磨损性能,确定螺丝刀刃口激光淬火可行的工艺参数。试验结果表明:激光淬火后刃口由完全淬透区、过渡区、基材3部分组成,完全淬透区显微组织为针状马氏体与残留奥氏体,过渡区由马氏体与回火索氏体组成。刃口激光淬火合理工艺参数为激光功率600 W、扫描速度900 mm/min。激光淬火后刃口截面平均硬度为805.7 HV0.3,相对淬火前提高了177.4 HV0.3,表层硬度值达到816.7 HV0.3,相对淬火前提高了188.4 HV0.3。淬火后刃口表面磨损量为0.5 mg,为基材磨损量的27.8%,稳定摩擦因数为0.25,为基材稳定摩擦因数的65.8%。激光淬火工艺能有效提高螺丝刀刃口的显微硬度与耐磨性,可用于螺丝刀刃口表面性能强化。     

碟片激光器激光淬火功率对45钢组织与性能的影响

基于4000 W碟片激光器,对退火态45钢进行不同激光淬火功率下的激光淬火试验,分析了不同功率参数对退火态45钢显微组织、硬度的影响,将激光淬火和常规热处理下的耐磨性进行了比较。通过扫描电镜、显微硬度计和销盘磨损仪对试样进行分析。结果表明:完全淬火区为致密细小的针状马氏体和少量残留奥氏体,过渡区中的马氏体逐渐减少,代之为珠光体和铁素体。过渡区沿高斯弧线近似等距分布;随着激光功率减小,淬火区深度和高斯宽度会减小,过渡区厚度增加。完全相变区硬度纵向呈现先减小后增大的小幅波动,过渡区硬度呈递减趋势;淬火区横向硬度分布呈现出光路中心区域硬度最大,远离光路中心向两侧逐渐递减趋势;增加激光功率有利于提高表面硬度横向分布的均匀性。同等条件下碟片激光器激光淬火耐磨性提高明显。     

激光熔凝处理20CrNi钢轧辊的组织及性能

采用5kW连续CO2激光器对20CrNi钢进行激光熔凝处理.并对显微组织、硬度、抗回火性及耐磨性进行分析.结果表明,激光熔凝区和相变硬化区生成马氏体组织,熔凝区硬度明显提高.20CrNi钢经激光熔凝处理后,由于细晶强化及合金元素的同溶强化作用,抗回火性明显提高.20CrNi钢的磨损机制是疲劳剥落及犁削,激光熔凝处理后耐磨性显著提高,磨损表面平整,磨痕较浅.