Fe-2.88C白口铸铁激光熔凝处理的研究

本文借助于光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针仪和硬度试验，分析了Fe－2．88C白口铸铁激光熔凝处理后的组织和性能。结果指出，激光熔凝处理后的熔池表面显微组织为树枝（M＋A＇）＋树枝间（M＋A＇Fe3C），热影响区为（M＋A＇＋（P））＋（M＋A＋P＋Fe3C），且熔池尺寸取决于激光功率、扫描速度和处理材料温度。同时还发现，激光处理后熔池中碳含量下降，表面及剖面显微硬度提高，有明显的硬化现象。     

热处理中高铬钢激光熔凝层的组织转变

采用激光熔凝处理方法对高铬钢进行表面强化,然后在300～650℃区间回火处理,利用SEM、XRD和TEM等手段分析热处理对激光熔凝层组织的影响.结果表明,高铬钢激光熔凝处理后,得到的奥氏体组织中合金元素固溶度较高且晶粒细小,具有较高的回火稳定性.激光熔凝层450℃回火后硬度开始升高,560℃时达到最大值(672 HV0.2),回火温度高达650℃时硬度迅速降低.450℃回火后细小M23C6碳化物优先从过饱和奥氏体中析出,同时少量马氏体的生成使熔凝层硬度略有增加.560 ℃回火后由于M,C,和M23C6碳化物的析出、大量高硬度马氏体的生成以及位错强化的共同作用使硬度达到峰值,同时,马氏体组织中有少量的M,C渗碳体析出.650℃回火后基体完全转变为铁索体,析出大量层片状M3C渗碳体,硬度显著降低.     

强冷T8钢激光熔凝处理的研究

研究了室温和强冷（－１９６℃）Ｔ８钢激光熔凝处理后的组织和性能．结果指出，强冷基体使熔池尺寸变小，熔池中奥氏体晶粒细化，表面显微硬度及硬度梯度峰值提高．     

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。     

激光熔凝处理对Ni3Al金属间化合物表面组织与耐磨性的影响

采用激光对金属间化合物Ni3Al进行表面熔凝处理,用电子显微镜观察了激光熔凝处理后的Ni3Al 试样的金相组织,并通过划痕硬度试验和磨损试验测试了试样经激光熔凝处理后的划痕硬度和耐磨性.结果表明,金属间化合物Ni3Al经激光熔凝处理后,组织得到了明显细化,划痕硬度和耐磨性较未采用激光熔凝处理的试样都有较大幅度地提高,其中划痕硬度最少提高了106.95％,耐磨性最少提高了200％.     

Cr12MoV钢激光熔凝层的显微组织SCIEI

用透射电镜和X射线衍射仪,分析了Cr12MoV钢激光熔凝层的显微组织为奥氏体的树枝晶,其晶间还有共晶碳化物和少量二次碳化物,没有观察到马氏体相变,因此激光熔凝处理后,钢的表面硬度降低。     

激光熔凝处理对P20钢组织及性能的影响

目的 提高P20模具钢的表面硬度和耐磨性能。方法 采用激光熔凝技术对P20模具钢表面进行强化处理。通过硬度梯度检测和摩擦磨损测试,分别评价熔凝层的硬度分布特征和耐磨性能,并通过光学显微镜和扫描电子显微镜对熔凝层及磨痕形貌进行分析。结果 使用激光输出功率为500 W、光斑直径为2.5 mm、聚焦透镜距离为40 mm、扫描速度为6 mm/s、搭接率为45%、氮气保护的激光熔凝工艺所得熔凝层的组织细小,无脱碳、畸变、裂纹等缺陷,熔凝处理质量高。熔凝过程中单道激光熔凝层呈半椭圆形分布,最大深度为610～620μm。熔凝处理后表面硬度提升显著,熔凝层的硬度分布与熔凝层的区域位置有关,具有较高硬度且硬度保持基本稳定的熔凝层深度约为400μm;单道激光熔凝层最高硬度可达460～480HV,重叠影响区即双熔凝区的最高硬度在540～560HV之间,即熔凝层硬度普遍较基体硬度提高了60%以上。此外,P20模具钢经过激光熔凝处理后耐磨性能提升明显,其平均摩擦因数约为0.85,熔凝处理的磨损失重较未处理的试样减少了约61%,其磨损机制主要表现为磨粒磨损和少量的黏着磨损或剥落脱离。结论 激光熔凝处理能够显著提高...     

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。     

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。     

2Cr13钢激光熔凝处理的过渡区组织分析

利用YAG激光器对2Cr13钢进行了激光熔凝处理，处理后的组织中出现一个低显微硬度的过渡区，该区位于熔凝区和相变硬化区之间，扫描电镜，透射电镜和电子衍射结果证明，该过渡区由马氏体和铁素体组成，不锈钢组织图（schaeffler diagram)和能谱分析结果表明，Cr在熔池底部的富集是产生铁素体的原因，通过工艺参数的调整可以消除熔池底部的铁素体。     

激光熔凝强化45钢的组织与性能

对45钢进行激光熔凝加工,研究了激光处理后的组织结构及显微硬度,并探讨了它的影响因素。结果表明:激光熔凝组织由表层熔凝区、完全淬火区、不完全淬火区和热影响区组成;完全淬火区的显微硬度最高。除表面熔凝区薄层外,随距表面深度的增加,该组织的显微硬度逐渐减小。     

激光熔覆铁基合金对轮轨材料磨损与损伤性能的影响

利用CO2多模激光器在轮轨材料表面进行激光熔覆,分析了铁基合金熔覆层的微观组织结构与显微硬度,利用MMS-2A微机控制摩擦磨损试验机研究了激光熔覆处理前后轮轨试件的滚动磨损与损伤性能。结果表明:轮轨试件熔覆处理后,熔覆层主要由共晶组织和枝晶组织组成;受凝固条件影响结合区附近主要为较为粗大的晶体组织,中部至表层出现胞状晶和树枝晶;激光熔覆组织中的Fe与Ni元素形成(Fe,Ni)固溶体,Cr容易与C结合形成硬度较高的碳化物。轮轨材料激光熔覆处理后表面硬度分别提高约122.6%和141.6%,未处理轮轨试件磨损率较高,出现了明显的塑性流变变形且存在明显的疲劳裂纹,磨损机制主要为疲劳磨损;轮轨试件激光熔覆处理明显降低了磨损率,磨损机制主要为轻微疲劳磨损。     

NiTi合金激光熔凝处理及其生物腐蚀性能研究

目的 通过对NiTi合金表面进行激光熔凝处理,从而提高NiTi合金的耐腐蚀性能。方法 利用紫外激光器对NiTi合金进行表面熔凝处理,借助扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)和X射线衍射仪(XRD)等技术手段,研究了激光熔凝处理前后NiTi合金的表面显微组织、成分和相结构。测试了激光熔凝处理前后NiTi合金表面与模拟体液(SBF)的接触角、熔凝层的显微硬度等表面性能。通过全浸腐蚀试验和电化学测试,研究了熔凝层在SBF溶液中的生物腐蚀性能,并分析了腐蚀机理。结果 NiTi合金经过激光熔凝处理后,在合金的表层形成了厚度为90~150 μm的熔凝层,熔凝层主要由TiO2、β相以及少量的TiO相组成。合金表面的平均显微硬度提高了153~279HV,合金的表面接触角增大,由亲水性转为疏水性。相较于未处理的样品,熔凝处理后的样品在SBF溶液中的腐蚀电位分别正移了435 mV和413 mV,腐蚀电流密度分别下降了83%、62%左右。熔凝处理后的样品在SBF溶液浸泡168 h后,SBF溶液中的Ni²⁺浓度下降了约1/3。结论 以适当的激光加工参数对NiTi合金进行激光熔凝处理,可在NiTi合金表面形成致密的氧化膜,这层氧化膜和熔凝层可以有效地抑制NiTi合金在SBF溶液中的点腐蚀行为。     

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。     

Fe32Mn3Al7Cr反铁磁精密电阻合金激光熔凝层的抗蚀性研究

采用HF-4工业用横流CO2激光照射Fe32Mn3Al7Cr反铁磁精密电阻合金,进行激光表面熔凝抗腐蚀改性。研究Fe32Mn3Al7Cr合金激光熔凝层的显微组织、相结构,显微硬度和抗蚀性。合金激光熔凝层具有细密均匀的单相奥氏体组织,依次由细小等轴胞状组织区、柱状组织区与热影响区组成,熔凝层厚度约为650 mm。激光熔凝层的显微硬度HV0.5 N约为16 GPa,较合金基体提高1倍。在1 mol/L Na2SO4溶液中,激光熔凝层距表面深度100和350 μm的阳极极化曲线,均呈现无活化-钝化转变区的自钝化特征,自腐蚀电位Ecorr由原始合金的–658 mV(SCE) 分别增至–420和–478 mV(SCE),致钝电流密度ipp由2.9 μA/cm2分别降至1.3和1.0 μA/cm2,等轴胞状组织和柱状组织的激光熔凝层具有相近的抗均匀腐蚀性能。在pH=14的0.1 mol/L NaCl 溶液中,激光熔凝层的阳极极化曲线由原始合金的钝化-孔蚀击穿过程转变为钝化-过钝化溶解过程,无孔蚀发生。激光熔凝层在1 mol/L Na2SO4溶液中的电化学阻抗谱(EIS),较原始合金的容抗弧直径及|Z|值增加,相位角平台变宽,利用等效电路Rs-(Rt//CPE)拟合的激光熔凝层的极化电阻Rt由原始合金的13.8 kΩ·cm2增至38.7 kΩ·cm2,计算的有效电容CB则由32.5 μF/cm2降至19.7 μF/cm2。连续激光熔凝改性的Fe32Mn3Al7Cr反铁磁精密电阻合金的抗蚀性显著提高     

球墨铸铁凸轮轴的激光表面熔凝处理

分析了激光表面熔凝处理后球墨铸铁凸轮轴硬化层的组织和性能特点，并与其它强化方法进行了比较。结果表明，采用适当的激光表面熔凝处理工艺参数，可以在表面获得搭接均匀、表面硬度大于80HRA和厚度达1．0mm的硬化层；硬化层由熔凝层和淬硬层组成，其中熔凝层的基体组织主要为细小、均匀并且有一定方向性的亚共晶莱氏体，淬硬层主要由石墨球及其周围的硬质环、细马氏体和铁素体基体所组成。与其它铸铁凸轮轴强化方法相比，激光表面熔凝处理具有表面硬度高、组织细小均匀、零件畸变小和不影响心部性能等优点。     

3Cr2W8V模具钢激光熔凝＋渗氮复合处理的组织与耐磨性研究

采用横流CO2激光器对3Cr2W8V热作模具钢表面进行激光熔凝处理,然后对激光处理后的试样进行QPQ盐浴渗氮复合处理.用电子显微镜观察了复合处理后3Cr2W8V钢试样的金相组织,并通过划痕硬度试验和磨损试验测试了QPQ盐浴渗氮试样和经激光熔凝处理再进行QPQ盐浴渗氮试样的硬度和耐磨性.结果表明,经过激光熔凝处理的试样具有更好的渗氮效果,在渗氮时间相同的条件下,经激光熔凝处理冉进行QPQ盐浴渗氮复合处理的试样渗氮层更深,划痕硬度和耐磨性较未采用激光处理直接渗氮的试样都有较大幅度地提高,其中划痕硬度平均提高了15.6%,耐磨性平均提高了47.9%.预先激光熔凝再盐浴渗氮的复合处理工艺町以较大幅度地提高工件表面的耐磨性.     

激光表面熔凝处理对共晶铝硅合金疲劳裂纹扩展的影响

研究了共晶铝硅合金在激光表面熔凝处理后的显微组织变化及激光表面熔凝处理对合金疲劳裂纹扩展的影响.结果表明,激光表面熔凝处理使试验合金的表层微观组织发生显著变化,熔凝层中的初生α-Al枝晶相和共晶Si相均有明显细化,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,激光表面熔凝处理能显著提高共晶铝硅合金的疲劳裂纹扩展抗力.     

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.     

WC-Ni-Co硬质合金表面激光熔凝修复组织与摩擦磨损性能

目的 为实现WC-Ni-Co硬质合金的表面疲劳裂纹缺陷修复,研究不同预热温度对合金表面激光熔凝层组织、显微硬度及摩擦磨损性能的影响规律.方法 采用4 kW光纤激光器制备了不同预热温度的WC-Ni-Co硬质合金熔凝层,用着色探伤剂检测表面裂纹,用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察熔凝层的显微组织,用能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)测定熔凝层的元素分布和相组成,用显微硬度计和磨损试验机测定熔凝层的硬度和耐磨性能,并观察了熔凝层的磨损形貌,分析熔凝层的磨损机理.结果 熔凝层包含原始WC相、α-Co基体相、共晶鱼骨状碳化物、弥散分布的细小二次碳化物等组织,与基材WC颗粒的不规则形状相比,经熔凝后WC颗粒发生了明显的长大和界面平直化,且共晶鱼骨状碳化物为WC、Cr7C3、CoCx和C6(CoCrNi)23的混合物.熔凝层的范围随着预热温度的升高逐渐增加,最大达866.7μm;当预热温度达到400℃以上时,熔凝后得到的熔凝层没有产生裂纹.熔凝层的平均显微硬度达到934HV0.5,远高于基材硬度762HV0.5.预热温度的升高会降低熔凝层的摩擦因数,提高表面的耐磨性.结论 当预热温度达到或超过400℃时,熔凝层中的WC颗粒分布较为均匀,无裂纹等缺陷,具有较高的硬度和耐磨性.