ELIMINATION OF σ-PHASE IN SUPERALLOYS BY LASERGLAZE

用激光表面熔凝的方法研究激光快冷对改善部件表面状态的作用。结果表明,在激光熔区合金组织发生明显改变,成分均匀,粗大碳化物及共晶组织全部熔化,高温稳定性良好。预先激光处理能抑制σ相析出。已经析出的σ相,激光处理又可使其重熔,这对高温材料的安全使用是很有益的。是一种消除σ相等有害组织的新的技术途径。此外,还分析了快速熔凝的结晶特性及消除σ相的机理。     

激光表面熔凝处理对共晶铝硅合金疲劳裂纹扩展的影响

研究了共晶铝硅合金在激光表面熔凝处理后的显微组织变化及激光表面熔凝处理对合金疲劳裂纹扩展的影响.结果表明,激光表面熔凝处理使试验合金的表层微观组织发生显著变化,熔凝层中的初生α-Al枝晶相和共晶Si相均有明显细化,熔凝层的硬度显著提高;在应力比R为0.1和0.5的试验条件下,激光表面熔凝处理能显著提高共晶铝硅合金的疲劳裂纹扩展抗力.     

激光表面熔凝处理过共晶Al-Si合金的疲劳裂纹扩展行为

试验研究了Al-20%Si合金在激光表面熔凝处理后的显微组织特征及激光表面熔凝处理对合金疲劳裂纹扩展形为的影响。结果表明,激光表面熔凝处理使试验合金的显微组织得到了明显细化,熔凝层主要由细小的初生Si、-αAl及Al-Si共晶相组成,熔凝层的硬度显著提高;在应力比R为0.1和0.5的试验条件下,激光表面熔凝处理显著提高了试验合金的疲劳裂纹扩展抗力。     

定向凝固镁合金表面激光熔凝组织和性能研究

采用激光表面熔凝技术对定向凝固AZ31镁合金铸锭进行了激光表面熔凝,并对处理后的试样进行了微观组织观察、显微硬度与耐蚀性测试。结果表明,经激光表面熔凝处理后的试样尺寸与基体相比得到明显细化,析出物的组织细小且分布均匀。与基体相比,处理后试样的显微硬度和耐蚀性明显提高。随着激光功率的增加,显微硬度增高,耐蚀性增强。     

AM50A镁合金激光表面熔凝层的强化效果与机理

采用CO2连续激光对AM50A镁合金表面进行熔凝处理,分析激光熔凝层的组织、性能和强化机理.结果表明:激光熔凝层晶粒得到高度细化,且随着扫描速度的增大,晶粒细化更为明显;熔凝层内合金元素Al的固溶度增加,β(Mg17Al12)的含量有所减少,但β相的分布更加均匀弥散;熔凝层的显微硬度(Hv55～75)明显高于基体的显微硬度(约HV40).磨损实验表明,激光熔凝试样的磨损体积是未处理试样的35%,耐磨性有了较大提高.熔凝层的强化机理主要是细晶强化,此外合金元素Al固溶度的增加及β相的弥散析出也有一定的强化效果.     

激光快速熔凝消除GH220合金渗层下针状相的研究

激光辐照高Ｗ，Ｍｏ含量的Ｎｉ基超合金表面，可消除针状μ相。μ相通常在涂Ａｌ防护层的ＧＨ２００合金，经高温长时间时效后在渗层与基体交界处产生，严重影响合金的使用寿命。激光快速熔凝还可细化组织，均匀成份，提高组织的稳定性，防止或延缓μ相的再析出，而不失涂层的防护作用。     

CO2激光诱发锆英石耐火材料结构转变的研究

通过对锆英石（ZrSiO4）耐火材料进行激光表面重熔处理，耐火材料表面的致密度得到提高，组织发生了转变。采用SEM、EDX、XRD研究了激光诱发耐火材料的微观组织和相结构的转变。结果表明：在激光扫描速率为4～16mm／s范围内，均能有效熔化高熔点锆英石：随着扫描速率的增加，熔凝层厚度呈线性下降；扫描速度为4mm／s时，裂纹和孔隙得到消除，但增加到8mm／s、12mm／s、16mm／s时，熔凝区出现了孔隙且在重叠区产生了裂纹。激光熔凝区组织以枝晶结构和枝晶间偏析为主，激光熔凝处理导致相ZrSiO4分解为ZrO2和SiO2，加热过程中SiO2在一定程度上选择性气化，快速凝固过程中形成聊．ZrO2相取代了平衡条件下的ZrsiO4相。     

热处理中高铬钢激光熔凝层的组织转变

采用激光熔凝处理方法对高铬钢进行表面强化,然后在300～650℃区间回火处理,利用SEM、XRD和TEM等手段分析热处理对激光熔凝层组织的影响.结果表明,高铬钢激光熔凝处理后,得到的奥氏体组织中合金元素固溶度较高且晶粒细小,具有较高的回火稳定性.激光熔凝层450℃回火后硬度开始升高,560℃时达到最大值(672 HV0.2),回火温度高达650℃时硬度迅速降低.450℃回火后细小M23C6碳化物优先从过饱和奥氏体中析出,同时少量马氏体的生成使熔凝层硬度略有增加.560 ℃回火后由于M,C,和M23C6碳化物的析出、大量高硬度马氏体的生成以及位错强化的共同作用使硬度达到峰值,同时,马氏体组织中有少量的M,C渗碳体析出.650℃回火后基体完全转变为铁索体,析出大量层片状M3C渗碳体,硬度显著降低.     

镁合金激光表面熔凝处理研究进展

镁合金是优异的轻量化材料和极具潜力的人体植入材料,但其耐蚀性差。激光表面熔凝技术可快速在镁合金表面形成晶粒细小的熔凝层,改善镁合金表面微观形貌和组织结构,对提高其表面耐蚀性和生物相容性有重要作用。综述了近年来镁合金激光表面熔凝处理的相关研究工作,分析了熔凝处理工艺对镁合金微观结构、成分、润湿性、耐蚀性和生物相容性的影响。总结并展望了激光熔凝处理在镁合金的组织结构转变、腐蚀机理及力学行为、降解行为和生物相容性等方面的发展方向。     

激光表面熔凝处理对Mg_(67)Zn_(28)Ca_5合金显微组织和生物腐蚀行为的影响

通过激光熔凝处理对共晶成分的Mg_(67)Zn_(28)Ca_5合金进行了表面改性,研究了Mg_(67)Zn_(28)Ca_5合金激光熔凝处理前后的显微组织、相结构和元素分布以及在人工模拟体液中的耐生物腐蚀性能。研究结果表明,Mg_(67)Zn_(28)Ca_5合金经激光熔凝处理后,在合金的表层形成了平均厚度约508μm的熔凝层,熔凝层晶粒平均尺寸约10μm。与铸态和固溶态的合金相比,熔凝层在人工模拟体液中的腐蚀电位分别正移了76和60 mV;熔凝层的腐蚀速率分别降低了82%和78%。经激光熔凝处理后,合金表面的氧化膜也更为致密,提高了合金初期的耐腐蚀性能;MgZn_2相含量减少和第二相尺寸的减小,降低了电偶腐蚀,减缓了α-Mg基体相的腐蚀。     

NiTi合金激光熔凝处理及其生物腐蚀性能研究

目的 通过对NiTi合金表面进行激光熔凝处理,从而提高NiTi合金的耐腐蚀性能。方法 利用紫外激光器对NiTi合金进行表面熔凝处理,借助扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)和X射线衍射仪(XRD)等技术手段,研究了激光熔凝处理前后NiTi合金的表面显微组织、成分和相结构。测试了激光熔凝处理前后NiTi合金表面与模拟体液(SBF)的接触角、熔凝层的显微硬度等表面性能。通过全浸腐蚀试验和电化学测试,研究了熔凝层在SBF溶液中的生物腐蚀性能,并分析了腐蚀机理。结果 NiTi合金经过激光熔凝处理后,在合金的表层形成了厚度为90~150 μm的熔凝层,熔凝层主要由TiO2、β相以及少量的TiO相组成。合金表面的平均显微硬度提高了153~279HV,合金的表面接触角增大,由亲水性转为疏水性。相较于未处理的样品,熔凝处理后的样品在SBF溶液中的腐蚀电位分别正移了435 mV和413 mV,腐蚀电流密度分别下降了83%、62%左右。熔凝处理后的样品在SBF溶液浸泡168 h后,SBF溶液中的Ni²⁺浓度下降了约1/3。结论 以适当的激光加工参数对NiTi合金进行激光熔凝处理,可在NiTi合金表面形成致密的氧化膜,这层氧化膜和熔凝层可以有效地抑制NiTi合金在SBF溶液中的点腐蚀行为。     

合金激光表面熔凝组织的超塑扩散连接机理

研究了合金激光表面熔凝组织在超塑扩散连接中的细晶超塑变形和扩散机。对金属高温力学行为和晶界滑移微观机制的分析表明，激光表面改性获得的细晶组织，在连接过程中发生超塑变形，加速了空隙闭合；激光表面熔凝组织超塑扩散连接中出现了以晶界扩散为主的扩散模式，晶粒细化带来的晶界体积百分数的增加，提高了扩散速率；非平衡组织扩散性能以及非平衡晶界迁移加速了界面区空位、位错消除和再结晶过程。     

激光熔凝处理20CrNi钢轧辊的组织及性能

采用5kW连续CO2激光器对20CrNi钢进行激光熔凝处理.并对显微组织、硬度、抗回火性及耐磨性进行分析.结果表明,激光熔凝区和相变硬化区生成马氏体组织,熔凝区硬度明显提高.20CrNi钢经激光熔凝处理后,由于细晶强化及合金元素的同溶强化作用,抗回火性明显提高.20CrNi钢的磨损机制是疲劳剥落及犁削,激光熔凝处理后耐磨性显著提高,磨损表面平整,磨痕较浅.     

光纤激光-渗氮处理对Cr12MoV钢组织和性能的影响

采用IPG的YLS-3000型光纤激光器对Cr12Mo V钢表面进行原位激光-渗氮处理。通过光镜、扫描电镜、X射线衍射及金相显微硬度计,分析研究不同激光处理参数对渗氮层组织及性能的影响。结果表明,在扫描速度和离焦量一定的条件下,Cr12Mo V激光熔凝层深度随激光功率的增加而增大,激光渗氮处理可使材料表面显微硬度提高。Cr12Mo V钢激光渗氮后的组织由熔凝区、热影响区及基体三部分组成。随着激光熔凝速度的增大,熔凝区树枝晶逐渐变得细小。随着激光熔凝功率的增加,熔凝区树枝晶逐渐变得粗大。熔凝层的硬度峰值出现在距材料表面1.0 mm附近,两侧呈对称降低,硬度峰值则随激光功率的增加而增加。     

激光熔凝过程中低碳钢组织的形成及熔凝组织加热转变规律

基于激光熔凝处理的一维热场模型和金相分析，研究了低碳钢在激光熔凝过程中的组织形成规律。使用Gleeble1500型热力模拟机实现对激光熔凝处理试样不同保温时间的控温加热，研究了激光熔凝组织的加热转变规律。利用激光熔凝加后续热处理的方法在材料表面获得了细小等轴组织。     

激光熔凝强化45钢的组织与性能

对45钢进行激光熔凝加工,研究了激光处理后的组织结构及显微硬度,并探讨了它的影响因素。结果表明:激光熔凝组织由表层熔凝区、完全淬火区、不完全淬火区和热影响区组成;完全淬火区的显微硬度最高。除表面熔凝区薄层外,随距表面深度的增加,该组织的显微硬度逐渐减小。     

Mg67Zn28Ca5合金激光表面熔凝处理及其生物腐蚀性能

镁锌钙合金因为具有较高的比强度和优异的可降解性,有望成为新一代的内固定材料,但是镁合金耐生理腐蚀能力相对较差而限制了其临床应用。通过激光熔凝处理对共晶成分的Mg67Zn28Ca5合金进行了表面改性,研究了Mg67Zn28Ca5合金激光熔凝处理前后的显微组织、相结构和元素分布;以及在人工模拟体液中合金激光熔凝处理前后的生物腐蚀性能。研究结果表明,Mg67Zn28Ca5合金经过激光熔凝处理后,在合金的表层形成了平均厚度约508.1 μm的熔凝层,该熔凝层平均晶粒大小约10 μm。与铸态和固溶态的合金相比,熔凝层在人工模拟体液中的腐蚀电位分别正移了76 mV和60 mV;熔凝层的腐蚀速率分别降低了82%和78%,为0.0468 mm/a。经激光熔凝处理后,合金表面的氧化膜也更为致密,提高了镁合金的耐腐蚀性能。MgZn2相含量减少和第二相尺寸的减小,降低了电偶腐蚀的程度,抑制了α-Mg基体相的腐蚀。     

GH4141难变形高温合金铸态组织析出相鉴别及均匀化过程中演变行为

GH4141变形高温合金因具有较高的高温强度和良好抗氧化性能,被广泛用于制造航空航天发动机高温承力部件。本文基于化学成分分析及晶体学法,对GH4141难变形高温合金铸态组织中典型析出相进行了详细鉴别与解析。通过高温均匀化实验,分析了均匀化过程中析出相回溶行为。1130~1160 oC中低温均匀化条件下,原铸态组织中针状σ相、板状η相、M3B2型硼化物以及γ’强化相等回溶至基体,M6C型碳化物仍可存在。1190~1210 oC高温均匀化条件下,合金中包括M6C在内的大部分析出相已回溶至γ基体,组织中仅剩余少部分MC型碳化物。MC型碳化物在固液两相区回溶,较难通过均匀化热处理彻底回溶消除。     

45钢光纤激光熔凝工艺

采用光纤激光对45钢表面进行了激光熔凝处理研究. 结合熔凝层深度、组织、显微硬度和摩擦磨损性能分析,研究了多道激光熔凝的激光功率、激光扫描间距对熔凝工艺的影响规律. 结果表明,在改变激光功率的研究中,熔凝层深度随激光功率的增大而增加,熔凝层的显微硬度呈周期性变化,后道激光处理对前道熔凝层存在回火热处理作用. 在改变激光扫描间距的研究中,进一步验证了后道激光熔凝对前道的热影响作用,同时适当增大扫描间距,获得软硬相间的熔凝层表面,有利于改善钢材表面的耐磨性能,同时可适当提高激光熔凝处理的生产效率.     

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.