高碳工具钢激光处理区中的微观组织

对铁素体加球状渗碳体 T10工具钢进行了激光处理。透射电镜观察发现激光处理区中存在微晶及非晶组织,经鉴定微晶组织为奥氏体、微晶奥氏体与非晶组织混合在一起,其形成与球状渗碳体的存在有关。     

高碳工具钢半固态流变轧制

探讨了高碳工具钢常规的加工方法和半固态流变轧制技术，结果表明将在凝固过程中进行搅拌后制备的高碳工具钢半固态浆料直接进行流变轧制，可生产出成分均匀、没有偏析的产品，消除了在常规轧制中很难克服的网状碳化物等缺陷；半固态固相颗粒细小而且呈球状可生产出高强、高韧性的工具钢。半固态轧制有可能成为未来高碳工具钢生产的一种新工艺。     

高碳高合金钢的激光表面熔凝处理的耐磨性研究

研究了激光表面熔凝处理前后的高碳高合金钢Cr12的耐磨性能，并结合激光熔凝后组织的转变。分析了耐磨性提高的原因。结果表明：咸度的提高，熔凝层中超细化的组织，大量的残余奥氏体使得激光处理后的材料的耐磨性能大幅度提高。     

激光快速成形304不锈钢性能及微观组织研究

目的 满足实际生产需求,提高304不锈钢的抗拉强度。方法 在304不锈钢粉末中添加不同质量分数的Ni60AA粉末,采用激光束对粉末进行快速成形,得到不同的试样。通过金相显微镜对不锈钢试样的显微组织进行观察,利用拉力试验机对试样进行抗拉强度测试。结果 随着添加Ni60AA粉末含量的增加,板材试样的抗拉强度呈现出先增大后减小的趋势,当Ni60AA粉末的质量分数为10%时,试样抗拉强度最大,为754~771MPa。结论 添加Ni60AA粉末后,激光快速成形的304不锈钢板材试样微观组织中有部分镍化合物析出,形成强化相,304不锈钢试样的抗拉强度得到很大提高。     

快速凝固高碳铁基合金脉冲激光非平衡热处理

利用脉冲Ｎｄ：ＹＡＧ激光辐照对快速凝固高碳铁基合金进行非平衡相变热处理，发现在高能脉冲激光辐照时，原快速凝固共晶碳化物（Ｆｅ３Ｃ）异常迅速地石墨化，获得了含超细石墨球和既含超细石墨球又含快速凝固共晶Ｆｅ３Ｃ的两种新材料，研究表明，这种快速石墨化及上述两类新型材料的形成主要归因于脉冲激光光速辐照产生强烈周期性起伏温度场的“微退火（ｍｉｃｒｏ－ａｎｎｅａｌｉｎｇ）效应。     

一种去除硬化高碳工具钢冲切件断面氧化膜的溶液

本发明为一种金属表面处理水溶液组合物，并介绍了其在去除硬化高碳工具钢冲切件断面的氧化皮膜及毛边、并使之圆角化方面的应用。冲切及切削的高碳工具钢在空气炉中完成淬火及回火处理后，其表面有数十微米厚的黑色氧化层，因其与钢材结合牢固，所以利用机械研磨方式去除耗时较长，且不易维持精密构件的形状与尺寸精度。本发明利用化学浸蚀方式，在水溶液中添加化学药剂及氧化剂，     

激光熔覆Ni-Cr-Si-B-C系合金层微观组织和性能研究

本工作在奥氏体不锈钢等基材上激光熔覆镍基硬面合金，对其工艺、微观组织和性能进行了较深入的研究。通过扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、金相等微观分析方法研究，对快速凝固激光熔覆合金层的非平衡态微观组织特性、形成条件与其性能关系有较深入的了解。结果表明，合金层微观组织为超细的共晶组织，在含Ｃｒ、Ｓｉ、Ｃ、Ｂ元素过饱和γＮｉ（Ｆｅ）奥氏体基体中，均匀分布着细小的树枝状碳化物、硼化物及硅化物；获得这种特殊的快速凝固非平衡态超细共晶组织及与基材的良好冶金结合是它具有良好的力学性能和耐磨耐蚀使用性能的关键。     

高碳铬轴承钢组织双超细化的研究现状与发展趋势

高端轴承已成为中国高端装备制造业中的“卡脖子”问题。轴承用钢的质量是决定轴承性能、精度、寿命及可靠性的重要基础和保证。轴承钢的发展已经历四代,高碳铬轴承钢始终是使用量最大、适用面最广的轴承关键材料。其在微观组织上追求晶粒和碳化物的双超细化,由晶界碳化物引起的脆化及疲劳破坏是限制其质量进一步提升的瓶颈。目前,传统的组织调控手段存在一些不足,导致轴承钢应用受阻,不足之处主要是未从根本上解决淬火组织中晶界碳化物数量多、尺寸大从而恶化韧性,以及以循环淬火为主的组织超细化手段显著增大热处理变形等问题。本文概述了高性能轴承钢材料的发展现状与趋势,以及组织双超细化的前沿技术;并详细介绍了晶界改质处理和温成形等新技术在高碳铬轴承钢中的应用情况,探讨了组织双超细化技术面临的机遇与挑战。最后指出不仅需要提升轴承钢的冶金质量和研发新型轴承钢材料,还需要对传统轴承钢的组织超细化均匀化、晶界净化调控等进行基础理论研究和技术开发,突破轴承钢、工具钢等过共析钢的共性短板,满足高端轴承国产化需求。     

基板预热温度对激光金属沉积成形零件微观组织的影响

基板预热可以显著降低激光金属沉积成形（laser metal deposition shaping, LMDS）过程的热应力,从而抑制成形过程裂缝的产生,但基板预热温度的高低对成形零件的微观组织有着重要的影响,因此研究不同基板预热温度下激光金属沉积成形零件的微观组织变化规律对基板预热温度的选择具有非常重要的意义.利用中国科学院沈阳自动化研究所自行研制的激光金属沉积成形系统和基板预热系统,采用Ni60A金属粉末在基板未预热和预热到200,300,400,500和600 ℃时分别进行成形试验.然后利用扫描电子显微镜和能量散射谱仪对成形试件的微观组织进行深入的研究,得到不同基板预热温度对激光金属沉积成形零件微观组织的影响规律,为基板预热温度的优化选择提供了重要参考.     

35CrMoA钢激光淬火-渗氮复合改性层微观组织及脆性

研究了气体渗氮层和激光淬火-渗氮层的相组成、微观结构、显微硬度及脆性。结果表明, 激光淬火-渗氮白亮层中ε-Fe₃N含量由14.74%增至69.45%, 而脆硬的ξ-Fe₂N含量由79.95%降至25.03%。表层的N含量降低, 渗氮层N浓度曲线降低趋势平缓, N的总扩散通量增加, 渗氮层厚度增加。激光淬火-渗氮层组织晶粒细小致密, 渗碳体分布在条状下贝氏体组织中, 硬度高的Cr₂N颗粒数目增加, 白亮层显微硬度值显著提高, 渗氮层脆断的临界压力由气体渗氮层的3 N提高到激光淬火-渗氮层的6 N。      

激光选区熔化316L不锈钢凝固特征与微观组织结构

对不同工艺参数下激光选区熔化(Selective Laser Melting, SLM)成形316L不锈钢微观组织结构进行表征,研究不同工艺参数下SLM成形316L不锈钢微观组织结构演化规律、单熔化道凝固特性。结果表明,SLM成形316L不锈钢具有跨尺度、非均质凝固组织特征,包括微米尺度柱状晶粒、小角晶界、熔池界面和纳米尺度亚结构。单熔化道的稳定成形是三维块体成形的基础,熔化道稳定性由激光工艺参数与金属粉体物理特性共同决定。不同的激光工艺参数显著影响SLM成形316L不锈钢微观组织结构,通过改变激光参数可实现微观组织结构的调控,在不同的激光逐层旋转角度下,SLM成形316L不锈钢晶粒尺寸随着扫描间距的增大而增大。强制定向热流使得外延生长机制主导凝固晶粒的生长,在不同的激光工艺参数下,沿增材方向的柱状晶粒形貌普遍存在。     

镁合金激光重熔后微弧氧化膜的微观组织和耐蚀性能

为了改善WE43镁合金的耐蚀性能,采用激光重熔(LSM)和微弧氧化(MAO)复合工艺对其表面进行了改性。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究了WE43镁合金及其激光重熔层、微弧氧化膜层和激光重熔-微弧氧化膜层的微观组织、表面形貌和物相;通过GAMARY-Reference 600电化学工作站研究了其腐蚀行为,重点研究了镁合金激光重熔后微弧氧化膜层的微观组织、成分和耐蚀性能。结果表明:激光重熔使WE43镁合金晶粒细化、网状的β-Mg41Nd5相均匀分布和表面稀土元素Y及Nd增加,有效地改善了其耐蚀性能;微弧氧化膜和激光重熔后的微弧氧化膜层都可以显著提高WE43镁合金的耐蚀性能,但后者优于前者。     

超声冲击处理2A12铝合金焊缝表层微观组织结构变化

采用超声冲击工艺对母材为2A12铝合金焊接接头进行了焊后处理.利用扫描电镜、X射线衍射分析了超声冲击处理前后焊缝表面层的微观组织结构特征.结果表明,超声冲击处理可以在焊缝表面形成约为300μm的致密塑性变形层,晶粒明显细化.对X射线衍射峰的观察分析表明,处理后焊缝表层材料衍射峰明显宽化,这是超声冲击处理使焊缝表层材料粒子细化和晶格结构的微观应变引起的.利用谢乐方程和威尔逊公式对超声冲击处理后焊缝表层的晶粒度和微观应变进行了定量分析,结果表明,处理层的晶粒平均尺度为123nm,平均微观应变为0.134%.最后,对晶粒细化的机理进行了分析.     

Inconel 718 激光焊接接头组织与热影响区裂纹研究

采用CO2激光器对板厚为11mm的Inconel 718合金进行激光焊接,并利用金相分析和扫描电镜对Inconel 718激光焊接接头各区域组织以及热影响区显微裂纹产生的原因进行了分析。研究发现:利用激光对Inconel718进行焊接,可以获得成形良好的焊接接头;焊缝区域组织为铸造组织,从熔合线到焊缝中心由较长的树枝晶逐步变为等轴晶;热影响区因受循环热输入的影响,晶界较母材出现粗化现象,且在钉头缩颈处出现沿粗化的晶界扩展的液化裂纹,裂纹两侧存在低熔点共晶体,主要富集Nb及Mo元素,低熔点共晶体在热输入影响下发生液化是裂纹产生的主要原因。     

双相钢激光拼焊板温拉伸性能及微观组织

利用温拉伸实验和金相实验,系统研究了双相钢激光拼焊板温拉伸过程中温度、拉伸性能及微观组织三者之间的相互关系.结果表明:随着温度的升高,双相钢激光拼焊板真实应力-应变曲线下降,抗拉强度降低,延伸率升高;温拉伸条件下双相钢激光拼焊板的断裂位置处于焊缝部位,且焊缝组织发生明显变化,随着温度的升高,焊缝中的树枝晶逐渐消失,板条马氏体最终转变为细小的等轴状铁素体;不同温度下焊缝拉伸断口均为韧窝断裂,且随着温度升高,韧窝尺寸变大,深度变深.     

扫描间隙对激光粉床熔融GH4169合金微观组织及硬度的影响

目的 研究相同激光功率、扫描速度及粉层厚度条件下,激光粉床熔融GH4169合金微观组织、硬度及密度在不同扫描间隙条件下的演变规律.方法 采用激光粉床熔融设备制备了GH4169合金试样,通过扫描电子显微镜对微观组织进行了观察,采用硬度仪测量了试样硬度,基于阿基米德原理测量了试样密度.结果 随着扫描间隙的增加,激光粉床熔融...     

高硼中碳合金工具钢的铸态组织

针对普通高速钢含有大量贵重合金元素的缺陷,设计了一种用廉价的硼元素部分取代普通高速钢中价格昂贵的铬、钨、钼、钒等合金元素的新型耐磨材料。借助光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等手段对高硼中碳合金工具钢的铸态组织进行了分析。结果表明:高硼中碳合金工具钢铸态组织由马氏体、少量残留奥氏体及Fe2B,Fe3(B,C),Fe23(B,C)6,Cr7(B,C)3和(W,Mo)2(B,C)等共晶硼碳化合物或硼化物组成。其基体和共晶硬质相的显微硬度分别为540～620HV和1180～1520HV,铸态宏观硬度达到55HRC。