45钢激光熔凝的组织与性能研究

采用TJ-HL-T5000型连续横流CO2激光器对45钢表面进行激光熔凝处理.通过熔凝后的组织和性能变化,研究了熔凝处理对45钢的影响.结果显示,表面熔凝后的组织受固溶强化、位错强化和细晶强化等强化作用,使材料机械性能显著提高.     

45钢激光熔凝的组织与性能研究

采用TJ-HL-T5000型连续横流CO2激光器对45钢表面进行激光熔凝处理.通过熔凝后的组织和性能变化,来研究熔凝处理对45钢的影响.结果显示,表面熔凝后的组织受到固溶强化、位错强化和细晶强化等强化效果,使得材料力学性能显著提高.     

激光熔凝30CrMnSi钢

用CO2激光器对30CrMnSi钢表面进行激光熔凝处理，对表面改性层的硬度进行了测试与分析。结果表明：表层有极高的硬度，最高硬度达812．1HV，约是基体硬度的2倍，从硬化层到基体硬度急剧下降；工艺参数影响硬化层的深度、宽度。     

CK45钢激光熔凝有限元模拟

采用SYSWELD有限元模拟软件模拟计算了激光熔凝过程。计算结果表明,激光熔凝是一个快速加热和快速冷却的过程,其温度变化速率可达到104℃/s的数量级;熔凝区的硬度得到了显著的提升,中心部位的硬度小于熔凝区其它区域的硬度;熔凝区的最终残余应力表现为压应力,Mises等效应力在熔凝区与基体的交界处最大,成为形成裂纹的危险区域;碳含量的不均匀变化导致熔凝区的压应力分布不均,中心部位最小。     

光纤激光淬火对凸轮用45钢表面磨损性能的影响

为了提升凸轮表面耐磨性,采用YLS-4000型光纤激光器通过不同的激光功率对基体材料45钢表面进行激光淬火。通过SEM观察激光淬火前后材料表面和界面形貌,金相显微镜观察组织形貌,通过HVS-1000A型显微硬度仪测试了试样表面硬度,并测试了试样的摩擦因数和磨损形貌。结果表明:淬火层界面显微组织为淬火马氏体及少量残余奥氏体,在激光功率1 000~1 800 W时分别获得淬硬层深度为0.3~0.8mm的单道热影响区;淬硬层硬度分布基本均匀,平均硬度约为547~765HV,比基体硬度提高了2~3倍,激光淬火后组织细化和形成大量马氏体是硬度提高的主要原因;在一定激光功率范围内(1 200~1 800 W),激光淬硬层的抗磨损性能比基体有较大的提升,且当激光功率为1 600 W时能获得最佳的磨损性能。     

轧辊钢激光熔凝处理组织及性能研究

应用3KW连续CO2激光器对轧辊钢进行了激光熔凝处理,用金相显微镜、SEM及71型显得同硬度计,进行了显微组织分析和硬度测试,结果发现,其剖面组织区域分为熔化区（粗大的马氏体 残贸奥氏体→奥氏体）、相主为区（马氏体 残留奥氏体 碳化物）、热影响区和基体4个部分,各区域的尺寸及显微硬度与激光功率、扫描速度等工艺参数有关,且激光处理后硬化效果明显。     

Cr5钢支承辊激光熔凝强化

采用光纤激光对Cr5钢支承辊表面进行激光熔凝强化处理,通过组织、显微硬度和耐磨性能分析,研究激光功率和扫描速度对单道熔凝层,以及激光功率和扫描间距对多道熔凝层的影响规律.结果表明,激光熔凝处理显著改善了Cr5钢支承辊的表面性能,单道熔凝层显微硬度可达800HV;多道熔凝的后道激光处理对前道熔凝层存在回火作用,但熔凝层仍具有良好的热稳定性,熔凝层平均硬度约为600～700HV,熔凝试样的磨损量比未经处理的基体减小约10倍,熔凝层耐磨性能明显提升.在本实验条件下,激光功率1.4 kW、扫描速度0.48?m/min、扫描间距2.2?mm时,可较好地兼顾生产效率及Cr5钢激光熔凝层的耐磨性能.     

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．     

ZL108合金激光熔凝工艺的研究

用正交试验法确定了对ZL108活塞合金进行激光熔凝处理的工艺参数，如激功率，扫描速度，光斑直径等。通过试验验证确定了最佳工艺参数，并设计了新型吸收涂层，分别用SiO2涂层和w(Al2O3)=40%,w(SiO2)=40%,w(C)=20%,混合涂层涂敷的ZL108合金，激光处理后熔凝区溶度和熔凝区宽度符合技术指标，熔凝区显微硬度也有较大提高，这主要是由于组织细化和固溶化的缘故，这将有利于活塞性能的改善。     

铸铁凸轮轴激光熔凝工艺和性能研究

利用激光熔凝的方法，对铸铁凸轮轴进行了表面改性试验。通过三组不同参数的比较试验，获得了提高其性能的优化工艺参数，经对熔凝层显微组织观察，发现合金组织细小，表面硬度显著提高，达到了提高寿命的目的。     

45钢表面激光重熔温度场数值模拟

根据传热学理论和数值模拟方法研究温度场的分布规律,在考虑了热物性参数、换热系数、相变潜热随温度变化的因素,应用ANSYS有限元软件的参数化设计语言建立了45钢表面激光重熔连续移动三维瞬态温度场有限元模型。结果表明:提高激光功率对增大相变硬化区效果不大,反而形成较大的熔池而使重熔表面粗糙。与激光功率相比,激光扫描速度对试样温度场的影响较小。经过激光重熔后,形成重熔区、相变硬化区和基体三个区域。实验结果较好地验证了模拟结果,表明所建立的温度场计算模型是正确和可靠的。通过该计算模型,可以掌握金属表面激光重熔过程加热和冷却规律,为制备高性能表面改性层选择合适的工艺参数提供依据。     

重熔及退火对316L不锈钢激光熔覆层残余应力的影响

选用316L不锈钢粉末在Q235钢板上进行激光熔覆,并对熔覆试样进行了激光重熔和退火处理。利用盲孔法对熔覆层及基体的残余应力进行测试,采用光学显微镜、维氏硬度计对熔覆层进行微观组织观察和硬度测试。结果表明,激光重熔后熔覆层组织结构未发生显著改变;熔覆层经600 ℃退火2 h后晶粒有轻微长大,经800 ℃退火2 h后发生再结晶,枝状晶数量减少。经过激光重熔和退火工艺后,显微硬度仍维持较高值。激光重熔最多能使残余应力降低55.9%,而合理的退火处理工艺能使残余应力降低70%以上, 800 ℃退火2 h时残余应力的改善效果最显著,残余应力降低了83.8%。     

热处理工艺对45#钢激光焊接接头性能的影响

进行激光焊接接头的热处理实验,分析不同热处理工艺对45#钢激光焊接接头性能的影响。结果表明,45#钢激光焊接接头的最优热处理工艺为:热处理温度700℃、热处理时间10 min。在此热处理工艺下,45#钢激光焊接接头从焊缝中心到热影响区的组织过渡均匀,显微硬度显著降低且分布均匀,消除了焊接接头的软化区,提高了激光焊接接头的整体性能。     

45钢表面激光合金化原位生成TiN陶瓷相的组织及性能

以TiO₂、铁基粉及N₂为原料,采用YAG固体脉冲激光器对预置层进行激光合金化试验,在45钢表面原位生成了TiN陶瓷相增强基体复合合金层。通过金相显微镜和扫描电镜、X射线衍射仪、EDS能谱分析、显微硬度仪和摩擦磨损仪分别对合金层的结构、组织及性能进行了分析。结果表明,合金层与基体呈冶金结合,熔化区没有出现裂纹和气孔等缺陷,其物相组织成分主要由Fe-Cr固溶体、TiN和TiO₂组成,并弥散分布在合金层中,合金化层的最大显微硬度可达973 HV0.1,摩擦因数约为0.35,低于基体,耐磨性有明显提高。     

Deformation of specimen during laser surface remelting

During laser surface remelting, thermal expansion in heating, and contraction of material in cooling, and due to microstructure changes in the heated surface layer, the specimen deforms. This induces volume changes during the process of remelting the thin surface layer and causes internal stresses. By measuring the deformation of the specimen during the remelting process as well as after the laser beam interaction, i.e., to the moment when the specimen cools down to the ambient temperature, it is possible to follow the progress of deformation in the specimen material. Detailed information on the deformation events in the specimen material during the laser remelting process of a thin surface layer enables the engineer to optimize the process variables in terms of amount of deformation or magnitude of residual stresses on completion of cooling.     

45钢表面激光熔覆MoB/CoCr金属陶瓷覆层的组织与性能

采用激光熔覆技术在45钢基体表面熔覆MoB/CoCr金属陶瓷覆层,对MoB/CoCr覆层进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)的微观组织结构分析和对覆层的硬度进行测试。结果表明:熔覆层组织致密,与基体结合牢固且呈冶金结合;熔覆层的主要物相为CoMo2B2和CoMoB,主要的化学成分是Mo、Cr和Co,合金化区中Fe元素的含量明显增加。硬度测试表明熔覆层的硬度值是45钢硬度值的10倍以上。     

45Mn钢发动机链板激光淬火表面的组织及力学性能

针对大型船舶发动机链条内外链板之间磨损严重的问题,提出采用激光淬火表面改性技术来提高链板表面力学性能的方法,并对45Mn钢表面进行单道和多道激光淬火试验,分析了其激光淬火后的显微组织和硬度变化规律。结果表明,单道激光淬火后形成了以板条马氏体与细小马氏体为主的相变硬化区。当激光功率为300～900 W、扫描速度为5～20 mm/s时,45Mn钢单道激光淬火后的表面硬度为850～950 HV,有效硬化深度约为0.63 mm,在基本没有改变表面粗糙度的前提下降低磨损体积,为未激光淬火时的45.1%～53.0%。多道搭接激光淬火形成以回火马氏体为主的软化区。经搭接率为30%的多道激光淬火后45Mn钢表面硬度较为平均,回火软化区的宽度为0.68 mm。     

Microstructures and properties of Fe-Co-B-Si-Nb coating prepared by laser cladding and remelting

High power laser cladding of [(Fe0.5Co0.5)0.75B0.2Si0.05] 95.7 Nb4.3 powder mixture afier-remelting was performed to fabricate Fe-based metallic glass coating on the surface of steel of China Classification Society:Grade B (CCS-B).Scanning electron microscopy (SEM),X-ray diffraction (XRD),transmission electron microscopy (TEM)with energy dispersive spectrometer (EDS),Vickers hardness tester and corrosion resistance tester were employed to characterize microstructures and evaluate properties of this coating.According to the results of SEM ,XRD and TEM ,the cladding coating consisted of nanocrystalline embedded in amorphous phase.EDS data indicated that Nb segregated in the amorphous matrix.The results of hardness test revealed that the hardness of the top layer was higher than that of the inner layer of the coating.The coating exhibited excellent corrosion resistance in a 3.5% NaCl solution.     

激光重熔镍基合金复合涂层组织和性能

研究了激光重熔Ni60 20% WC喷涂层的组织和性能,通过对涂层显微组织、硬度、耐磨性等试验的结果分析表明:火焰喷涂后的Ni基WC喷涂层经激光重熔处理后,涂层中有新的硬质相和共晶组织形成,WC均匀地分布在涂层中.涂层中除了包含γ固溶体外,还有WC,W2C,Ni3B,CrB,Cr7C3,Cr23C6,Cr2B,(Fe,Ni)23C6等硬质相和化合物.这些化合物有效地改善了涂层的组织和性能,得到了硬度和耐磨性较好的喷涂层.涂层表面的硬度值可以达到HRC60,涂层截面的显微硬度可以达到800 HV.