激光相变硬化工艺参数对40Cr组织性能的影响

利用无氦横流CO_2激光加工机对40Cr表面进行激光相变硬化处理,并采用金相显微镜(OM)、显微硬度计、滑动摩擦磨损试验机和恒电位仪研究了不同工艺参数下硬化层的显微组织及性能.结果表明:相变硬化区的组织为细小的针状马氏体+残余奥氏体,过渡区组织为回火马氏体+残余奥氏体+铁素体+碳化物;40Cr经过激光相变硬化处理后,硬度、耐磨性和耐蚀性均显著提高.     

激光相变硬化在CrMo铸铁汽车模具中的应用

利用不同的激光工艺参数对CrMo铸铁汽车模具表面进行了激光相变硬化试验,探讨了激光工艺参数对激光相变硬化层的深度、显微硬度的分布及组织结构变化的影响.结果表明,适当的工艺参数可使试样的表面硬度得到不同程度地提高,同时可以消除表面裂纹,显著提高汽车模具的使用寿命.     

激光表面改性对轧辊用高速钢组织与硬度的影响

用横流激光器对高速钢轧辊材料进行了激光重熔和激光相变硬化表面处理,利用金相显微镜对激光重熔层与硬化层的形貌进行了研究,用带能谱的扫描电镜与X射线衍射仪（XRD）对微区成分以及相结构进行了分析,用硬度计测量了试样表面硬度.结果表明,高速钢轧辊材料经激光重熔处理后,表面硬度明显降低,碳化物呈网状分布;经激光相变硬化后的试样表面硬度显著提高,最高值达到68.5HRC,碳化物呈球状孤立分布.     

高镍铬铸铁轧辊材料激光相变组织与耐磨性研究

对高镍铬铸铁轧辊材料进行激光相变强化试验,观察了其微观显微组织,并进行了硬度测试和耐磨性分析.研究发现,激光相变试样存在熔化区、淬硬区和母材三个区域.激光相变处理后硬度由基材的500HV提高到800～900 HV.激光强化处理后高镍铬铸铁轧辊的耐磨性也远高于母材.还分析了激光相变出现熔化区及产生裂纹的机制,并进行了温度场模拟,以探索优化的工艺参数.     

激光相变硬化在Cr12汽车模具材料表面强化中的应用研究

利用不同的激光工艺参数对汽车模具Cr12材料表面进行激光相变硬化试验,探讨了激光工艺参数对激光相变硬化层深度的影响,研究了横向和沿深度方向显微硬度的分布情况以及硬化层的组织结构的变化。研究结果表明,采取适当的工艺措施,表面硬度在不同程度上都得到了提高,同时可以消除表面裂纹,从而成倍地提高了汽车模具的使用寿命。     

激光相变硬化在模具表面处理中的应用现状

简单介绍了激光相变硬化的特点、硬化机理、材料强化机理以及冷作模具、热作模具和塑料模具的表面处理要求,给出了常见的模具钢种以及经常使用激光相变硬化处理的钢种的一般工艺参数.     

金属材料的激光相变硬化机理及其工艺参数优化

简要介绍了激光表面技术中的激光相变硬化，阐述了金属材料的激光相变硬化机理，分析了激光功率、扫描速度和光斑直径等工艺参数对硬化效果的影响，指出用激光能量密度描述激光加工工艺参数之间的耦合作用对硬化效果的影响规律。     

激光热处理离焦量对高速钢轧辊显微组织与硬度的影响

采用横流CO₂激光器不同正离焦量对高速钢轧辊试样进行激光相变硬化处理。用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪及显微硬度计等对试样组织和硬度进行分析。结果表明,激光热处理后试样硬化区粗大碳化物大量溶解且分布均匀,在相变硬化区边界越靠近热影响区,形成的二次碳化物越粗大密集。激光的功率和扫描速度不变,离焦量为0 mm时,表层出现凸起的微熔区,发生软化现象。离焦量为+10 mm时,亚表层硬度提高最大,最高硬度峰值847 HV,是基体的2～3倍。离焦量为+20 mm时,试样表面形成大量魏氏组织。随正离焦量增加,试样相变硬化的层深减小。     

45钢激光束扫描数值模拟与组织性能北大核心CSCD

利用有限元软件ANSYS对激光束扫描试样的温度场进行数值模拟,研究其温度分布规律。研究激光束扫描对试样显微组织和性能的影响,探讨激光功率和扫描速度等工艺参数对相变硬化层组织性能的影响。采用光学显微镜分析45钢激光相变硬化区的显微组织,用显微硬度计进行硬度测量。结果表明:45钢经激光束扫描后,硬化层的显微组织为针状或板条状的马氏体,组织更加均匀、细小,试样表面硬度最高可达57.5 HRC,相比调质处理提高约1倍,激光扫描区域组织沿深度方向上成梯度分布规律,从表层往深度方向依次为相变硬化区、过渡区和基体。激光工艺参数对硬化层显微组织和性能有较大的影响,相变硬化层的深度和宽度随着激光功率的增加而增加,随着扫描速度的增加而减小;硬化层的截面硬度随着激光功率和扫描速度的增加呈现先增加后减小的变化规律。     

激光淬火参数对钻具4145H钢磨损性能的影响

采用激光淬火工艺对钻具用4145H钢进行了表面强化处理,并利用仿真和实验进行了验证,综合考虑硬度、耐磨性能等指标,对激光功率和激光扫描速度等热处理参数进行了优化.结果 表明:4145H钢表面淬硬层硬度以及耐磨性随激光扫描速度和激光功率的增加呈现先增大后减小的趋势,当激光淬火速度为400 mm/min、淬火功率为2 kW时,硬化层晶粒细小,耐磨性能最佳,具有相变硬化效果,该优化参数可作为4145H钻具的表面处理参数.     

激光淬火对钛合金TC11微动磨损性能的影响

研究了激光淬火对钛合金TC11微动磨损性能的影响。结果表明：在不同微动幅度和法向载荷作用下,钛合金TC11激光淬火后抗微动磨损能力均有所提高,提高幅度与微动幅度大小和法向载荷高低有关。钛合金TC11激光淬火后微动磨损性能的改善是组织细化、表面硬度提高的结果。     

激光相变硬化纵向层深分布模拟与均匀性控制

根据激光相变硬化理论计算模型,编制了模拟激光束扫描作用下沿工件纵向硬化层分布的有限元计算程序。该程序可用来自动确定激光变速扫描中的变速段长度。结合分段变速扫描工艺及参数优化设计,可以实现纵向硬化层分布均匀性控制。其有效性从模拟和试验两方面得到了验证。     

Improvement of Slurry Erosion Wear Resistance of 16Cr-5Ni Martensite Stainless Steel by LSA and LTH

Laser surface alloying (LSA), with Wallex-50 and Tribaloy-700 powders, and laser transformation hardening (LTH) reduced the silt erosion rate in 16Cr-5Ni steel. Slurry erosion wear tests were conducted on 16Cr-5Ni steel, LSA-modified steel, and LT-hardened steel at different angles of impingement and velocities at a constant size of silica particles. The LSA-modified steel and LT-hardened steel showed improved wear resistance by about 1.5-3 times as compared to substrate 16Cr-5Ni steel for all angles of impingement. This improvement in hardness and erosion resistance was due to the incorporation of carbides and hard complex phases after LSA and LTH.     

Laser transformation hardening on rod-shaped carbon steel by Gaussian beam

Laser transformation hardening(LTH) is one of the laser surface modification processes. The surface hardening of rod-shaped carbon steel (SM45C) was performed by lathe-based laser composite processor with Gaussian-beam optical head. The LTH characteristics by dominant processes, longitudinal and depth directional hardness distributions and behaviors of phase transformation in hardened zones were examined. Especially, two concepts of circumferential speed and theoretical overlap rate were applied. When laser power increased or circumferential speed decreased, the surface hardening depth gradually increases due to the increased heat input. Moreover, the longitudinal hardness distribution particularly shows periodicity of repetitive increase and decrease, which results from tempering effect by overlap. Finally, the feasibility of laser transformation hardening is verified by using the beam with Gaussian intensity distribution.     

钛合金激光表面处理的进展及应用

钛及其合金由于质轻、耐腐蚀性能好、强度高、弹性模量低、生物相容性佳和骨整合性优异,已成为应用最广泛的航空航天与生物医学金属材料之一。然而,较低的塑性、低硬度、和耐磨损性能限制了其发展和应用。激光表面处理（LST）技术在不改变材料体积的情况下增强表面性能,成为钛合金表面改性的一种有利手段。综述了利用LST技术对钛及其合金材料进行表面改性的研究进展和应用现状。分析了激光相变硬化、激光表面重熔、激光冲击喷丸、激光表面合金化、激光熔覆和复合LST的机理、工艺参数、表面特性和微观结构。总结了LST在航空航天、医学等领域的应用,介绍了现有的局限性,提出了未来的研究方向,并对LST在钛及其合金材料上的发展趋势进行了展望,以推进LST创新,为钛合金在多领域中的应用开辟新途径。     

Effects of laser phase transformation hardening parameters on heat input and hardened-bead profile quality of unalloyed titanium

Laser transformation hardening (LTH) of unalloyed titanium of 1.6 mm-thick sheet, nearer to ASTM Grade 3 of chemical composition was investigated using 2 kW CW Nd:YAG laser. The effects of laser power (750-1 250 W), scanning speed (1 000- 3 000 mm/min) and focal point position (from -10 to -30 mm) on the heat input, and hardened-bead geometry (i.e. hardened bead width (HBW), hardened depth (HD) and angle of entry of hardened bead profile with the surface (AEHB)) were investigated using response surface methodology (RSM). The experimental plan is based on Box-Behnken design matrix method. Linear and quadratic polynomial equations for predicting the heat input and the hardened bead geometry were developed. The results indicate that the proposed models predict the responses adequately within the limits of hardening parameters being used. It is suggested that regression equations can be used to find optimum hardening conditions for desired criteria.     

热作模具表面裂纹局部激光仿生阻断实验研究

针对企业热作模具寿命短的现象,分析了热作模具表面热疲劳裂纹是影响其寿命的主要因素之一。在研究植物叶片抗开裂生物原型结构基础上,创造性应用了模具表面裂纹局部激光仿生阻断技术,有别于传统的模具表面整体激光强化,利用激光在模具表面局部熔凝模拟植物叶脉,阻断模具表面裂纹的发展,仿生强化后模具寿命提高1～1.5倍。     

基于MoldFlow的注射成型工艺参数优化

以盖板塑件为例,以MoldFlow软件为应用工具,进行注射工艺参数的初始设定,对模拟计算结果进行分析;通过分析,对注射、保压等工艺参数进行优化设定并进行模拟。本文考察了不同注射工艺参数对塑件翘曲变形、体积收缩率的影响情况,确定了优化的工艺参数。     

冷却水温对GH4169合金电渣重熔凝固过程参数的影响

借助模拟软件MeltFlow,模拟了GH4169合金电渣重熔凝固过程参数的变化,分析了冷却水温变化对凝固过程参数的影响.结果表明,凝固过程参数随冷却水温的升高变化不明显；凝固过程参数沿重熔锭中心至边缘随冷却速度增大逐渐减小；局部凝固时间、二次枝晶间距、Rayleigh数变化趋势一致,在判断凝固组织优劣方面是等同的；计算模拟结果与硫印实验结果吻合良好.