氮氩流量比对MZ刀具激光渗氮层组织演变的影响

为了提高W6Mo5Cr4VZ(MZ)高速钢刀具表面的综合性能,通过高功率半导体激光对W6Mo5Cr4VZ高速钢实施表面渗氮,对比了纯氮气与氮氩混合气体引起半导体激光渗氮熔池与表面组织形态的差异性,分析不同渗氮工艺下渗氮层物相成分、组织形态与硬度变化。研究结果表明,提高氩气比例后,在渗氮层内形成了更少的AlN树枝晶,原先大尺寸枝晶逐渐转变成了更加短小的等轴晶结构。在150～300μm深度处形成了AlN与Al两种组织相,深度介于450～600μm范围内的组织相主要由Al构成。氮氩比介于3∶1～1∶3时,表层硬度达到900～1 000 HV。提高氩气比例后,熔池内的氮含量减小,过冷度增大,形成了更长的一次与二次晶轴,枝晶端部曲率半径降低。该研究有助于改善MZ刀具激光渗氮层的组织结构,可以拓宽到其他对表面有高要求的材料上。     

数控机床高速钢刀具激光熔覆Co-WC的组织与切削加工性能

在数控机床损伤的高速钢刀具表面激光熔覆制备了Co基WC复合修复层,结果表明：高速钢基体与修复层的界面冶金结合良好,无明显缺陷,修复层主要由Co基FCC晶体结构和三种类型的碳化物组成,显微硬度最高达到（1625±63）HV,比高速钢基体的显微硬度提高了大约364.3%,平均摩擦系数达到0.65,磨损表面相对于高速钢刀具较为完好。同时,切削试验表明具有Co-WC修复层的高速钢刀具切削后前刀面O含量较低,具有更好的切削性能。     

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。     

激光堆焊接头组织和性能研究

利用激光堆焊方法可以在基体表面获得一层高厚度、高性能的合金堆焊层。通过在45^#钢上进行激光堆焊工艺试验．就激光自动送丝堆焊的基本工艺过程进行研究,比较不同堆焊条件下的组织性能,探索激光堆焊的特性。与氩弧堆焊相比．激光堆焊过渡区狭小,激光堆焊层显微组织随比能量Es增加而逐渐变粗大;堆焊层组织明显细化,硬度提高70％;与高速钢相比．激光堆焊层体现出良好的抗磨性能,比高速钢的耐磨性高42．6％。     

粉末冶金制品激光熔覆组织与性能研究

本文对常规烧结的铁基粉末冶金制品表面激光熔覆处理进行了研究,采用SEM和TEM对熔覆样品的显微组织进行了观察,测试与分析了其孔隙度和显微硬度,结果表明:熔覆层组织为γ+M7C3共晶,表层硬度显著提高而整体孔隙度降低。粉末冶金工艺特有的优越性(如制取高纯度及各种复杂形状的零件)使得粉末冶金零件在工业中得到了越来越广泛的应用,如汽车、摩托车用活塞,内燃机上的排气阀座和低压怕泵齿轮等[1]。常规烧结方法一般采用添加大量的合金元素及烧结过程中加压等处理来达到要求。激光熔覆合金覆层技术作为新兴的表面改性技术近年来得到了迅速…     

T10钢激光相变硬化的组织与性能研究

采用激光相变硬化工艺对T10钢表面进行了改性处理,并对改性后的组织与性能进行了研究,结果表明:硬化区组织为针状马氏体+少量残余奥氏体,热影响区组织为少量针状马氏体+网状渗碳体.基材组织为回火马氏体.淬硬层表面的洛氏硬度最高值为940Hv0.1,淬硬层内的显微硬度分布均匀,从硬化区→热影响区→过渡区→基材显微硬度呈梯度变化.激光相变硬化后淬硬层耐磨性分析,要比常规淬火后耐磨性提高10%左右.     

粉末冶金制品激光熔覆的组织与性能研究

对常规烧结的铁基粉末冶金制品进行表面激光熔覆处理 ,用 SEM和 TEM对熔覆样品的显微组织进行了观察 ,测试并分析了其孔隙度和显微硬度 ,结果表明 :熔覆层组织为 γ M7C3 共晶 ,表层硬度显著提高而整体孔隙度降低。     

离体皮肤组织激光焊接工艺及性能试验研究

为了提高离体皮肤组织激光焊接工艺的稳定性和可靠性,获得激光工艺参数的改变对组织切口性能和热损伤的影响规律,量化激光工艺参数与离体皮肤组织切口抗张强度和热损伤参数之间的关系,基于单因子试验,分析了激光功率、激光频率等焊接工艺参数对离体皮肤组织切口融合效果及组织表面形貌的影响规律,并确定了激光功率、激光频率参数范围。采用锯齿形扫描方式和添加牛血清蛋白作为助焊剂可有效促进离体皮肤组织融合效果。     

6061铝合金表面激光合金化Al-Fe-Mn-Zn-Si合金涂层的组织与性能研究

采用激光合金化工艺在6061铝合金表面制备Al-Fe-Mn-Zn-Si合金化层,以期望提高铝合金表面性能。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子显微硬度计、HSR-2M磨损试验机等材料表征手段分析了合金化层的组织结构与性能,研究结果表明:合金化层的晶相组织由结合区附近的柱状晶向表面的等轴晶过渡,且晶粒大小较基体明显细化,含有金属间化合物AlFe4Si、Al9Si、Mn5Si2以及面心立方的α-Al;激光合金化使铝合金表面硬度由104HV左右提高到了390HV左右;磨损试验结果表明,合金化层提高了铝合金表面的耐磨性。     

激光直接重熔硼铁粉末的组织与性能

运用激光直接重熔法进行快速原型制造,在纯铁粉末中加入硼,考察了不同含硼量及激光扫描工艺参数对试样组织与性能的影响。结果表明,随着硼含量的增加,试样组织的凝固颗粒尺寸增大而球化倾向降低,试样的表面粗糙度变差;但不同激光扫描工艺参数则影响不大。     

几种钢和铁激光热处理后的组织与性能

本文叙述了几种钢铁试样激光热处理及淬火参数的选择。通过对几种钢和铁激光淬火金相组织的观察和性能测试，研究和探讨了汽车零部件激光淬火的可能性。介绍了激光热处理的特点。     

激光熔覆成形316L不锈钢组织的特征与性能

对316L不锈钢进行了多层激光熔覆成形试验，采用光学显微镜（OM），扫描电子显微镜（SEM）和电子探针显微分析（EPMA）等手段对其微观组织特征和性能进行了分析测试，揭示了激光熔覆成形316L不锈钢组织形成的规律和机理，获得了无裂纹、无气孔等缺陷的致密熔覆成形组织。熔覆层内部主要由垂直于界面外延生长的柱状树枝晶和平行于扫描方向的转向枝晶组成，枝晶沿着与最大温度梯度最接近的（100）方向择优生长。结果表明，熔覆层成分均匀，稀释率小，与基体呈冶金结合，抗拉强度大大超过传统成形方法加工的材料，且具有较好的塑性。     

AZ91HP镁合金真空激光熔凝的微观组织与性能

在真空条件下对AZ91HP镁合金进行了激光熔凝处理。研究结果表明,镁合金激光熔凝层均是由α3/Mg和β-Mg17Al12相所构成,且随激光扫描速度的增加,β-Mg17Al12相的相对含量降低。随着激光扫描速度的增加,由于熔凝层组织细化,致使其硬度、耐磨性、减磨性和耐蚀性增加,但因熔凝层中β-Mg17Al12相的相对含量较高,使得激光熔凝层的耐蚀性较镁合金为低。     

激光成形修复Ti60合金组织与性能研究

利用金相分析、维氏硬度、X射线衍射、室温和高温(600℃)静载拉伸等方法,对整体叶盘候选材料Ti60合金进行激光成形修复组织与性能的研究.研究发现:激光成形修复后,修复区与锻件基体形成致密的冶金结合,热影响区的组织从锻件的双态组织逐步过渡到激光修复区的魏氏组织.激光成形沉积态修复区的硬度高于锻件基体,热影响区的硬度处于两者之间,经过退火(650℃,2h/空冷),激光修复区硬度减小;激光修复结合面测试试样室温和600℃高温拉伸测试都断裂在锻件基体;不同修复体积(10%,20%、50%和80%)的试样室温和高温(600℃)强度高于锻造态,室温塑性比锻造态低,而高温塑性与锻造态相当.     

激光熔凝不锈钢的组织和综合性能

为探究激光熔凝工艺对不锈钢表面综合性能的影响,本课题组选用LDF 4000-40型激光器对0Cr17Ni12Mo2不锈钢表面进行处理,并采用光学显微镜、电子显微镜、能谱扫描仪、显微硬度计、电化学分析仪及磨损试验机等对其微观组织与性能进行表征.结果 表明:由于不同区域的传热、散热差异,激光熔凝组织与基体的界面呈波浪形,强化区的表层为等轴晶,中部为等轴晶和柱状晶,边缘区域为平面晶,且强化区的碳元素、铁元素及铬元素存在扩散现象;由于激光熔凝细化了微观组织,强化层的最高硬度约为基体最高硬度的1.5倍;与基体相比,强化层的耐蚀性更好,但强化层一旦发生腐蚀,其腐蚀速率比基体高;由于晶粒细化及硬度增加等原因,强化层的摩擦因数(0.29)低于基体的摩擦因数(0.35),且磨损机理为磨粒磨损.     

NULCB钢激光焊接接头组织、性能的研究

为了研究新一代超低碳贝氏体(NULCB)钢的焊接性,利用kW CO2激光对NULCB钢进行了焊接,并分析了焊接接头组织、性能的变化规律.试验结果表明,激光焊接接头显微硬度均高于母材,未出现明显的软化区;焊缝区和热影响区粗晶区组织均为贝氏体板条和M-A组元组成的粒状贝氏体;热输入由120J/mm～600J/mm范围内变化时,随着热输入的增大,M-A组元的平均宽度、总量、形状因子增大,M-A组元线密度减少;随热输入的增大,激光焊接焊缝区冲击吸收功先增大然后减小.合适的激光焊接条件下,激光焊接焊缝区具有良好的韧性,其低温冲击吸收功高于母材.     

钨基合金激光立体成形的组织及性能研究

为了制备高性能、大尺寸钨合金零件,利用激光立体成形技术进行了前期探究实验,在大气环境下制备多种配比的W-Ni-Fe高比重合金力学拉伸试验件,通过测试抗拉强度、硬度,结合组织结构和成分配比的探究分析,发现其成形性及力学性能与传统的粉末冶金烧结工艺之间还存在着一定的差距。抗拉强度在W原子数分数为0.6时达到最大值717.5MPa,之后随着W原子数分数的增大反而明显减小,当W原子数分数在0.8以上时,强度已低于400MPa。样品存在孔洞和氧化现象,大量W未溶化,Ni和Fe元素越多,微观组织均匀性越好、成分偏析越小。结果表明,利用激光立体成形技术可对钨基合金堆积成形,但是实验工艺参量和实验环境仍需进一步改进。此研究可获得免受大气气氛影响和工艺参量限制的试样,为获得性能更好的高比重钨合金激光立体成形件提供了帮助。     

高功率激光熔凝AZ91HP镁合金组织和性能

在真空条件下对AZ91HP镁合金进行了高功率激光熔凝处理。研究结果表明,在高功率激光快速扫描下,熔凝层主要由分布于α-Mg枝晶间的板条状β-Mg17Al12构成,硬质相β-Mg17Al12含量较原始镁合金有所增加。随激光功率增加,熔凝层树枝晶尺寸逐渐增大,且长度方向上的增加幅度约为宽度方向上增加幅度的10倍。由于枝晶细化和β-Mg17Al12的强化作用,与原始镁合金相比,熔凝层的硬度约提高90%左右,耐磨性提高78%,耐蚀性显著提高。     

铝含量对激光增材制造TC4合金组织及性能的调控

为提升激光增材制造TC4合金的综合性能,采用铝为合金化组元对其进行组织与性能调控。结果表明:在激光增材制造的非平衡凝固条件下,不同铝添加量的TC4合金凝固组织皆由呈交错排列的β-Ti和α-Ti网篮组织构成,但有所不同的是,随着铝添加量的增加,组织中α-Ti固溶体的相对含量逐渐增多,其尺寸呈现出先减后增的变化趋势,即在铝添加量(质量分数)为1.5%时达到最小。沉积态合金的硬度、屈服强度和摩擦磨损性能随着铝添加量的增加而逐渐增大,而塑性、耐蚀性和表面粗糙度则分别在铝添加量(质量分数)为1.5%时达到最优。这表明,添加1.5%Al的沉积态合金有着最佳的性能匹配,其力学性能、摩擦学性能、电化学性能和成形性能均较TC4合金有了明显提升。