渗碳淬火零件表面激光合金化后的组织特性研究

采用3000W CO2激光器对12Cr2Ni4A钢渗碳淬火表面进行了激光合金化处理.设计了激光合金化处理的工艺参数,获得了表面光洁、与基材形成良好冶金结合的合金化层.研究了渗碳淬火层激光合金化处理后的组织特性和显微硬度.结果表明,预置TH-2A型C-Si-B-RE合金化涂层的激光合金化能够显著地改善材料组织,显微硬度可达HV0.21150.研究还发现,激光处理后的零件表层与内部没有任何裂纹出现.研究表明,采用合适的材料设计和工艺参数,激光合金化可以有效地强化渗碳淬火零件.进一步为激光熔覆修复渗碳淬火零件提供了基础资料.     

AZ31镁合金表面激光Al合金化及性能

采用火焰喷涂及激光重熔工艺在AZ31镁合金表面制备Al合金化层,以期改善镁合金的表面性能。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）等材料表征手段分析了合金化层显微组织结构特征,利用显微硬度计测量合金化层深度方向上的显微硬度,利用MRH3摩擦磨损实验机测试合金化层的耐磨性能。通过阳极极化实验评价了激光合金化组织的腐蚀性能。结果表明,AZ31镁合金激光合金化层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能明显提高,这归因于合金化层中密集分布的Mg2Al3、Mg17Al12等金属间化合物相。     

激光合金化Si3N4/石墨复合涂层及其摩擦学性能研究

在 4 5钢表面激光合金化Si3 N4/石墨复合涂层 ,对合金化层的微观组织结构、显微硬度、元素含量和分布、摩擦磨损性能等进行了分析和实验研究 ,并据此对预涂层材料组成、配比和激光合金化工艺参数进行了优化。结果表明 :激光合金化Si3 N4/石墨复合材料能够获得组织均匀细密、硬度显著提高的合金化层。并且在干摩擦条件下 ,减小了金属表面的摩擦系数 ,提高了耐磨性和抗粘着的能力 ,整个摩擦过程也很稳定     

切边模堆焊层表面激光合金化组织及应用的研究

采用自主开发的材料体系对5CrMnMo钢堆焊层表面进行了激光合金化处理.研究了堆焊层激光合金化处理后的组织和显微硬度.在优化的工艺参数下,获得了表面光洁、与基材形成良好冶金结合的强化层.合金化层平均硬度HV750.应用于热锻模具,斯太尔曲轴切边模寿命提高了60%.研究与生产应用表明,激光制备的原位合成颗粒增强表层微观结构和激光合金化层-堆焊层-5CrMnMo钢基材形成连续的宏观梯度组织结构,是模具服役寿命提高的关键因素.     

38CrMoAl钢表面激光合金化WC/Co-Y_2O_3涂层的组织和性能

采用激光合金化技术在38Cr Mo Al钢表面制备了不同Y2O3质量分数的纳米WC/Co-Y2O3合金化层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和摩擦磨损试验机,系统研究了Y2O3含量对合金化层组织和性能的影响。结果表明,不同Y2O3含量的合金化层主要是由马氏体、奥氏体、Fe3W3C和WC相组成。有所不同的是,随着Y2O3含量的增加,组织中Fe3W3C、纳米WC和奥氏体的相对含量逐渐增加,而马氏体的相对含量则逐渐减少;而当Y2O3质量分数超过1.0%时,纳米WC的数量开始降低,凝固组织略有粗化。受上述组织变化的影响,合金化层硬度与耐磨性随着Y2O3含量的增加而呈现出先增后降的趋势,即当Y2O3质量分数为1.0%时,合金化层具有最高的硬度和最佳的耐磨性能。     

2Cr13汽轮机叶片激光合金化的组织性能

为提高调质态2Cr13低碳马氏体不锈钢汽轮机叶片的抗气蚀性能,采用连续CO_2横流激光器对其表面进行激光合金化处理,考察其显微组织、显微硬度和抗气蚀性能.结果表明,激光合金化处理后,显著地改变了2Cr13不锈钢表面的显微组织结构,表面平均硬度可达到701.2HV_(0.2)(基材表面显微硬度为200～250HV_(0.2)),横向残余应力为211.70MPa,纵向残余应力为334.60MPa.激光合金化后,抗气蚀性能比合金化前提高一倍以上.因此,激光合金化在提高抗气蚀性能和延长叶片使用寿命上具有较好的应用前景.     

Si含量对激光合金化TiC/CrxCy陶瓷涂层组织性能影响的研究

实验涂层材料以亚微米级TiC和CrxCy为强化硬质相,Fe-Cr合金为其基础粘结相,并加入特定含量的Si元素,运用激光合金化技术,在球墨铸铁表面制备出高硬度的合金化层.利用XRD、SEM、EDS等分析不同Si含量激光合金化层的相组成及显微组织,并测试其维氏硬度.结果表明:激光合金化层表面平整,并与基体实现了良好的冶金结合,形成以莱氏体与马氏体为主的显微组织;随着硅含量的提高,相和组织发生了一定变化,合金化层硬度也随之提高.     

氮化硅/石墨激光合金化涂层的组织结构与性能研究

为获得金属表面特别是高副接触金属表面含自润滑特性且具有高硬度耐磨特性的功能材料 ,研究了 45 # 钢表面激光合金化氮化硅 /石墨复合涂层的工艺方法、组织特征、界面形态及其形成机制 ,利用光学显微镜、扫描电镜和X射线能谱对所形成合金化层的元素分布和含量进行了分析 ,并对试样硬度进行了测定。结果表明 ,合金化层中元素Fe ,Co ,Si,C分布均匀 ;C含量达到了 15 6 9%,大部分以石墨的形式存在 ,具有一定的自润滑性能 ;但在形成合金化层的温度条件下 ,氮化硅分解严重 ;合金化层硬度提高的主要原因是Si Fe ,Co Fe固溶体的强化作用及高碳马氏体的生成和高硬度碳化物的存在。     

20钢表面的激光合金化研究

用输出功率500～2000W 连续可调的 CO_2激光器实现20钢表面的激光合金化,并对合金层的显微硬度、组织形态、合金层成分、耐磨损和耐腐蚀性能等方面进行了分析;对激光合金化的强化机理作了初步讨论。     

Al319激光表面合金化

用激光表面合金化的方法加入Ni、Cr等成分在铝合金基体材料表面形成具有良好耐磨性能的合金化层。实验首先将合金粉末调和后涂于试样表面,用CO_2激光以不同功率、不同的光斑移动速度对徐层进行激光合金化处理。分析结果表明,工艺参数极大地影响合金化效果;可得到显微硬度达1400HV的高度硬化层;选用合适的功率、光斑运动速度及预涂层厚度可得到单道轨迹、多道搭接及整个试样表面的无气孔、裂纹缺陷的组织细密的合金化层;层内主要强化相为AlNi和多种Al/Ni金属间化合物。最终得到的全试样表面合金化层的硬度比基体高60—100HV,耐磨性比基材提高3—5倍。     

激光合金化制备WC颗粒增强复合层耐磨性研究

通过铸造WC和Co包WC与Ni45粉末的复合添加, 运用激光合金化技术在中碳钢表面制备以WC颗粒为增强相的Ni基复合层, 对复合层的微观组织、硬度及耐磨性进行了测试与分析。结果表明: 激光合金化技术可在中碳钢表面制备均匀的WC颗粒增强合金化层, 合金层的硬度及耐磨性得到显著提高。从表面磨损形貌可知, 合金层在室温干摩擦过程中, 均发生不同程度的磨料磨损和粘着磨损, 强化机理主要为第二相强化, WC＋Ni45制备的合金层耐磨性最佳。     

TiAl金属间化合物合金的激光气体合金化表面改性研究

对TiAl金属间化合物合金进行激光气体合金化表面改性.在激光表面改性层中成功地制得了以高硬度氮化钛为增强相的新型快速凝固“原位”耐磨复合材料.激光表面改性层厚度及显微组织与显微硬度均受激光处理工艺参数的控制.初步试验结果表明,激光气体合金化是一种很有前途的提高TiAl金属间化合物合金耐磨性的表面改性新技术.     

Ti-6Al-4V合金SiC粉激光表面合金化组织与耐磨性

利用预涂ＳｉＣ粉的方法对Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金进行激光表面合金化实验,制得了以ＴｉＣ和金属间化合物Ｔｉ_５Ｓｉ_３为增强相的耐磨复合材料表面改性层,合金层硬度及在二体磨料磨损与滑动磨损条件下的耐磨性均大幅度提高。表明利用ＳｉＣ粉激光表面合金化是提高钛合金耐磨性的一种有效方法。     

QT600球墨铸铁激光淬火相变层机械性能的研究

利用CO2激光对QT600球墨铸铁进行了淬火处理试验,对其金相组织、显微硬度和耐磨性进行了分析,并用X射线应力仪测定QT600激光淬火后的残余应力分布。试验结果表明,激光淬火后QT600的金相组织为隐品马氏体＋石墨,硬度为60—70HRC,耐磨性提高了46％,表面淬火相变层的残余应力均为压应力,其值在-250MPa以上,将有利于提高QT600材料的使用寿命。     

激光硬化和渗氮复合处理W9Mo3Cr4V高速钢组织与性能

采用激光硬化与渗氮复合表面改性技术,对W9Mo3Cr4V高速钢表面进行了强化处理。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子探针、显微硬度计和摩擦磨损试验机,分别对复合处理试样的相组成、微观组织、成分、显微硬度和耐磨性进行了分析。研究结果表明,复合处理表面改性层主要是回火马氏体、残余奥氏体、Fe3N、Cr7C3、M2C型碳化物所构成。由于激光硬化的晶粒细化作用,以及大量位错、孪晶、空位等微观缺陷的产生,致使氮化层的深度得到明显提高。与单一的激光硬化和渗氮工艺相比,复合处理工艺有效地提高了高速钢的硬度和耐磨性能。     

铬碳合金层组织和性能随激光扫描速度的变化

用CO2激光束以不同扫描速度对45钢表面进行了铬碳合金化处理,对处理的样品进行了合金化元素分布、显微组织结构、硬度分布的分析和耐磨损性能的试验观察;并讨论了扫描速度与合金层的组织和性能之间的关系。     

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。     

激光熔覆Ni35+11%wc熔覆层的组织及耐腐蚀研究

镍基合金熔覆层的耐腐蚀、耐磨性、硬度,是45钢零件表面技术改性的理想熔覆层。为节约45钢的成本,增加45钢零件使用寿命,研究了激光熔覆Ni35+11%wc熔覆层的组织及耐腐蚀性。采用Xrd、维氏硬度计,磨损实验,电化学腐蚀方式研究熔覆层的组织和性能。结果表明:熔覆层的主相为Fe2Ni7Si20、NiSi,与基体冶金结合良好。熔覆层的硬度值均在730 HV左右,自腐蚀电位是-0.833 V,自腐蚀电流密度是 0.981 A/m2,熔覆层tafel曲线正向偏移耐腐蚀性有所提高,熔覆层的磨擦系数低于基体。     

激光重熔镍基合金火焰喷焊层组织及性能

利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析不同激光工艺参数重熔后的Ni基合金火焰喷焊层及其经不同温度回火处理的显微组织和相组成,并进行了显微硬度和耐磨性测定.试验结果表明,重熔喷焊层的组织主要由γ-(Ni,Fe)固溶体和Cr23C6,Cr7C3,Cr2B,Cr2B,Fe3B,Fe2B等组成,与火焰喷焊层相比,显微组织得到进一步细化,硬度和耐磨性都有较大幅度的提高.在相同工艺条件下,激光扫描速度愈快,显微组织愈敛密、细小,硬度和耐磨性愈好,但重熔喷焊层的熔深较浅;不同激光工艺参数的重熔喷焊层,经不同温度回火后,硬度都得到了进一步的提高;扫描速眨为360 mm/min,经600 C×3 h回火后的重熔喷焊层硬度相比为最高.采用合适的激光重熔处理工艺及随后的热处理,或使Ni基合金火焰喷焊层进一步强化,使用性能得到进一步改善.