激光相变硬化的概述

本文对激光相变硬化进行概述,阐述了其特点及强化机理,并分析了激光相变硬化扫描方式,介绍了近年来激光相变硬化技术在材料科学领域的研究状况,并对激光相变硬化技术进行了总结和展望.     

激光相变硬化的温度控制

稳定吸收的功率密度是获得沿着扫描轨迹的均匀硬化层深及适当的硬度分布的先决条件。然而,激光输出功率及专门的或涂覆的表面的吸收实际上是波动的,从而导致沿着扫描轨迹的吸收功率通量的变化,甚至在准稳定处理条件下也是如此。可以通过适当的包括一台快速高温计及一台比例积分微分控制器(PID)的控制系统来克服这个困难。通过监视最大温度点上的表面温度场及激光输出功率的控制来保持恒定的吸收。     

球墨铸铁的激光相变硬化

利用TJ—HL-T5000激光器,对QT600-3球墨铸铁进行激光相变硬化研究,测量了淬硬层深度和硬度分布,并对其金相组织进行了观察和分析。结果表明,QT600—3球墨铸铁激光淬硬层组织的表层结构致密,硬度可达920HV,淬硬深度约为0．5mm,从表面沿深度方向出现包围石墨球的马氏体壳组织,对提高耐磨性有利。     

激光热处理技术概述

从激光的基本理论入手,全面论述了各种激光热处理加工技术的原理及应用现状。     

模具钢的激光相变硬化研究

讨论了常用模具钢在激光扫描下 ,发生相变硬化、晶粒细化 ,形成扳条及片状马氏体混合组织 ,内部存在大量晶体缺陷 ,使未溶碳化物明显下降 ,尺寸减少 ,残留奥氏体显著强化 ,表层产生残留压应力 ,处理后硬度提高15%～20% ,耐磨性增加。并对上述组织性能变化的机理进行了探讨。     

激光热处理硬化带简易实用模型

提出了激光热处理温度场和相变硬化带计算的简易模型,并给出试验及实际应用的结果,同时验证了该模型的正确性和实用性。分析了硬化层分布不均匀的原因,提出满足硬化层均匀分布应优化控制激光参数的方法和条件。     

激光处理硬化带简易实用模型

提出了激光热处理温度场和相变硬化事计算的简易模型，并给出试验及实际应用的结果，同时验证了该模型的正确性和实用性。分析了硬化层分布不均匀的原因，提出满足硬化尖优化控制激光参数的方法和条件。     

齿轮激光淬火硬化层数值模拟

建立了采用轴向扫描工艺对渐开线齿轮进行激光淬火时的三维温度场数值模型,采用ANSYS软件模拟激光束扫描过程中齿面及轮齿横截面的温度分布。结果表明,激光淬硬层深度模拟结果与试验结果相吻合,可以通过该温度场模型对各种模数和齿数的齿轮激光淬火过程进行模拟,快速得到与实际相近的硬化层深度分布曲线。建立该数值模型的一些思路和方法也适用于各种曲面类零件激光淬火的数值模拟。     

活塞环槽的激光表面硬化研究

对活塞环槽表面的激光热处理工艺与机理进行了试验研究.结果表明:激光热处理后活塞表面硬度可达58 HRC,使用寿命提高1.5倍以上.认为晶粒细化、马氏体高密度位错和固溶含碳量是获得活塞环槽超高硬度的主要原因.该工艺无需淬火介质,加工速度快、变形小,耐磨性好,易实现计算机控制,可进行大型零件局部表面及复杂零件和槽、孔、洞等特殊部位处理.     

回火4340钢的激光相变硬化

使用1.8KW固定激光功率的CO_2激光器,用5—10mm/s的扫描速度,硬化AISI4340钢试样的表面。分析了扫描速度和合金的回火处理对硬度分布曲线和激光硬化区显微组织的影响。硬化区的显微组织主要由板条和孪生马氏体组成。也发现了自回火马氏体,它取决于扫描速度。在激光处理试样的相变区,观察到在马氏体上分布着具有奥氏体壳层的部分溶解碳化物和(或)奥氏体小岛。激光处理期间,碳化物完全溶入奥氏体所需要的时间取决于回火条件。如果合金的回火温度较低,则硬度曲线中得到的硬化区较深,相变区较窄。以奥氏体中碳的扩散距离为基础,对硬度曲线作了简单的数学估算。计算结果与相变硬化区过程中测定的硬度曲线以及观察到的显微组织是完全相符的。     

钛的激光渗氧硬化研究

研究了钛及其合金的激光渗氧硬化方法。对工业纯钛的初步试验结果表明,用激光进行固态扩散渗氧处理可以明显改变钛表层组织、硬度和耐磨性。该方法在某零件上的试用效果良好。     

高钴硬质合金激光表面相变硬化淬火

为了进一步提高硬质合金的使用性能和探讨激光工艺对硬质合金的表面作用,叙述了高钴硬质合金激光表面相变硬化淬火工艺参数,如激光功率、扫描速度和光斑直径的选择,再通过处理后合金硬度、矫顽磁力、抗弯强度等物理力学性能分析,发现激光能量密度和合金抗弯强度有一定的关系,进而找到了合理的激光工艺。通过激光表面相变硬化淬火处理后,ＹＧ２０硬质合金的抗弯强度提高１０％以上,维氏显微硬度提高８０％,耐磨性提高１．６倍,使用寿命也有所提高。     

激光硬化灰铸铁中的细针状马氏体

马氏体作为重要的合金相,一直是人们感兴趣的研究课题,利用激光对金属表面进行相变硬化,可以得到特殊的淬火组织。文献[2—4]对铸铁的熔凝区进行了详细的研究。我们在对灰铸     

激光相变硬化技术发展现状及展望

概括地介绍了激光相变硬化技术的机理、工艺、组织、性能、发展情况及应用领域,并对激光相变硬化的前景进行了展望.     

AISI4340钢的激光表面硬化

序言高功率CO_2激光已经越来越多地应用于钢铁工业作相变硬化、表面合金化和表面熔化。对于表面熔化工艺,紧随激光扫描后的迅速凝固,引起了局部显微组织的变化。这些显微组织的变化伴随着性能的变化,