SKD61模具钢激光仿生强化后的组织和性能

为了提高SKD61模具钢表面的硬度和抗疲劳性能,采用激光熔凝处理方法对模具钢进行表面强化,利用光学显微镜、扫描电镜及附带的能谱仪等分析了SKD61钢激光熔凝处理区的显微组织和化学成分,测试了不同区域的显微硬度,并对处理后的模具进行使用试验。结果表明:激光熔凝处理后SKD61钢组织分为熔凝区、热影响区和基体三层,熔凝区组织为极细的等轴晶和柱状晶,消除了夹杂相,合金元素基本均匀分布;与常规热处理相比,熔凝区的显微硬度显著提高;经激光熔凝处理的SKD61钢顶盖压铸模具的使用寿命提高了1倍以上。     

入射角度对激光熔凝层组织及性能的影响

采用HL-1500型CO2激光加工机,以不同入射角度对40Cr钢进行激光熔凝处理,利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、恒电位仪及磨粒磨损试验机等对熔凝层进行显微组织观察和性能测试。结果表明:熔凝层分为表层、中间层及过渡层;随着入射角度的增大,熔凝层的组织变得粗大,显微硬度逐渐下降,耐磨性呈降低趋势;熔凝层的耐蚀性比基体有所提高。     

激光熔凝对电站锅炉喷嘴用高铬铸钢表面组织和性能的影响

对电站锅炉燃烧器喷嘴用高铬铸钢材料进行了激光熔凝处理,研究了激光熔凝处理后高铬铸钢表面熔凝层的显微组织、相结构、维氏硬度及耐磨性能。结果表明:熔凝层的晶粒得到了细化,最大硬度可达到594 HV;同等条件下冲蚀磨损试验30 min的质量损失比未处理材料低27%;利用激光熔凝技术来改善高铬铸钢表面的组织、硬度和耐磨性能是可行的,经激光熔凝后明显提高了该钢的硬度和耐磨性能。     

激光熔凝高速火焰喷涂CoNiCrWC涂层组织与性能的研究

利用高速火焰喷涂在304不锈钢表面制备CoNiCrWC涂层,再利用5kW横流CO2激光对涂层熔凝。通过扫描电镜（SEM）观察熔凝层组织结构,测试并分析熔凝层显微硬度、耐磨性。实验结果表明,激光熔凝层与基材形成良好的冶金结合,熔凝层组织均匀：熔凝层显微硬度平均硬度为HV0．2964．314,明显高于基材硬度;在相同的奈件下,熔凝层的耐磨性比基体有了明显的提高。磨损体积减少了约89％。通过对磨损后的试样进行粗糙度观察后表明,涂层具有更平滑的表面。     

激光熔凝处理高碳高铬轧辊钢的组织及硬度

对高碳高铬钢进行激光熔凝处理,采用XRD、OM、SEM及EPMA等分析手段对激光熔凝处理后的组织、物相组成、硬度等进行了研究。结果表明:激光熔凝处理明显改善了高铬钢中网状碳化物的分布状态,组织明显细化,熔凝层组织形态由表及里为等轴晶、树枝晶、胞状晶,显微组织为奥氏体,枝晶间析出少量碳化物;对流传质作用促使激光熔凝层中各元素宏观分布均匀,枝晶间析出细小的富含铬、钼、钒等元素的碳化物;熔凝层由于生成大量的奥氏体,硬度稍有降低,显微硬度最大值出现在热影响区,可达到759 HV。     

不锈钢激光熔凝工艺研究

以1Cr18Ni9Ti不锈钢为基体,采用激光熔凝技术对其表面进行单道扫描,研究不同激光工艺参数下熔凝层微观组织和显微硬度的变化。结果表明:激光熔凝层晶粒细小,显微硬度较基体硬度有所提高,最高硬度达288HV。可以推断采用激光熔凝技术,能够提高减速板的硬度,改善其耐磨性能。     

激光强化对滚动导轨耐磨性能的影响

为提高滚动导轨表面抗磨损性能,采用激光熔凝技术对导轨块进行表面处理。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、3D光学轮廓仪等技术对激光强化单元体的形貌和显微组织进行分析、研究。试验结果表明:从弹性滞后的能量转换角度理论分析,激光熔凝单元体比基体具有更好的抗滞后损耗能力;从显微组织方面分析,经过激光熔凝处理的导轨块表面原始珠光体和铁素体组织变成了硬度更高、组织更细密的马氏体组织;从表面磨损形貌分析,经过激光熔凝处理的导轨块具有更优越的抗裂纹阻断能力。因此激光强化技术能有效地提高滚动导轨的耐磨性能,为实际工程运用提供了试验和理论支持。     

激光重熔45钢工艺研究

为提高45钢的综合力学性能,利用CO2激光器对其表面进行激光熔凝处理,分析了熔凝层的微观组织和显微硬度。结果表明,熔凝层质量优良,晶粒较基体明显细化,显微硬度较基体显著提高,平均硬度为700HV,最高达750HV,约是基体硬度的3倍。     

激光熔凝处理修复表面裂纹

本文从激光熔凝层的组织交化、残余应力分布及近表面疲劳裂纹扩展特点等几个方面讨论了激光熔凝处理修复表面裂纹、延缓裂纹扩展的可能性及适用范围。     

等离子束表面熔凝铸铁气缸套的耐穴蚀性能研究

利用等离子束气缸套表面熔凝专用设备,对硼铸铁气缸套进行了熔凝相变强化处理.借助光学显微镜、扫描电子显微镜、超声振荡磁致伸缩仪、电子分析天平等设备观察和测试了熔凝、渗氮及未处理试样的表层组织结构、耐穴蚀性能和穴蚀后形貌.结果表明:经12 h穴蚀试验后的相对耐穴蚀性能,等离子束表面熔凝处理是未经处理的4.48倍,渗氮处理是未经处理的1.36倍.随着时间的延长,经等离子束熔凝处理的优势更加明显.     

冶金用铸钢轧辊激光熔凝强化的研究和应用

采用5kW连续CO2激光器和激光加工机床对冶金用铸钢轧辊进行激光熔凝强化处理，研制了专用的激光熔凝处理吸光涂料；进行了显微组织分析和硬度测试；对搭接区的回火软化问题和硬化区在热轧过程中回火的问题进行了分析和试验研究。结果表明：激光熔凝强化区和相变硬化区的组织为细小的马氏体＋残余奥氏体＋碳化物；轧辊的表面硬度由原有的HS35～40升高到HS70～85；强化区的深度可达2mm。在实际应用中，轧辊过钢量提高了1．5～1．8倍，使激光熔凝处理成为提高轧辊过钢量的一个有效途径。     

38CrMoAl钢激光表面处理

本文研究了38CrMoAl钢激光表面处理工艺参数与处理结果的关系,建立了激光辐照功率密度、辐照时间、硬化层深度的三维关系曲面,讨论激光表层组织特征。试验结果表明,该钢经激光辐照后,由表及里,组织依次为熔凝层、过烧层、淬火层、回火层;淬火层耐磨性最佳,熔凝层次之,过烧层最差。     

电子束多道扫描对45钢表面熔凝处理后的影响

对45钢表面采用多道搭接的方法进行电子束表面熔凝处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪分析和研究了电子束表面改性层的显微组织结构、晶粒生长方向和裂纹开裂情况。实验结果表明,经电子束扫描过的表面完全熔凝形成强化层,强化层组织主要为枝晶和柱状晶,且晶粒得到细化,在扫描区产生了微观的和宏观裂纹。     

不同激光器熔凝处理40Cr钢硬化层的显微组织及深度

分别采用轴流和横流CO2激光器对40Cr钢进行熔凝硬化处理,利用扫描电镜和显微硬度计分析了不同工艺参数下熔凝硬化层的显微组织及深度.结果表明:两种激光器熔凝处理后的硬化层均由相变硬化区和过渡区组成;两个区的显微组织分别为混合马氏体+残余奥氏体和回火马氏体+残余奥氏体+铁素体+珠光体+碳化物;经过两种激光器处理后的硬化层深度都随着能量密度的增加而增大;横流CO2激光器处理后的硬化层深度比轴流CO2激光器处理后的更深.     

激光熔凝与表面织构技术对摩擦性能的影响

讨论了饥饿润滑条件下，激光表面织构技术和激光熔凝技术在增强表面润滑性和耐磨性的作用。目的是增强激光表面织构的耐磨性，探讨表面织构增强润滑的作用。观察了基体材料Cr12MoV激光熔凝后熔化区、过渡区和基体的微观组织，检测分析了金相成分，测试了显微硬度。对比研究了不同摩擦磨损环境下激光表面织构技术、激光熔凝技术对摩擦系数的影响。激光熔化区由晶粒细小的马氏体和大量的残余奥氏体组成。激光熔凝后，硬度达到了基体硬度的1.4倍。激光表面织构在低转数时增加润滑作用明显。全熔凝处理在各种不同摩擦磨损环境下都能起到耐磨作用。     

等离子熔射成形件激光熔凝数值计算

考虑皮膜与原模（被衬）的不同传热特性，建立了有限尺寸双层板激光熔凝数学模型，模拟计算激光熔凝的热过程，着重研究了激光功率，斑,我束移动速度对等离子熔射成形件温度场分布的影响规律，所建立的最大熔凝厚度计算结果与实验基本吻合，为获得平整，光滑的熔凝层的工艺参数选择提供了理论依据。     

1M2高速钢齿轮刀具激光熔凝强化组织与显微硬度研究

采用合理的工艺参数在原始组织为淬火态的M2（W6Mo5Cr4V2）高速钢齿轮刀具试样表面进行激光熔凝淬火,再在570℃温度下进行一次回火。根据显微组织的形态特征,划分出激光淬火加热层的分布区域;分析了显微组织与显微硬度的对应关系;建立了显微硬度拟合曲线的数学模型。研究表明,经激光熔凝淬火＋一次回火的M2高速钢加热层显微组织由外向内分为熔化区、微熔区、相变硬化区、回火软带和不充分回火区5个区域,并呈同心圆环分布,分别对应等轴晶及树枝晶、粗等轴晶及细等轴晶、马氏体＋残余奥氏体＋未熔碳化物、回火索氏体、短暂回火后略微软化的基体组织．与显微硬度具有良好对应关系;齿轮刀具激光熔凝淬火表面应该是后刀面和侧后刀面;高精度拟合的显微硬度曲线有助于预测和有效控制经激光强化的齿轮刀具刀刃精磨后在加热层中的位置及切削性能。     

GH37合金激光表面熔凝处理的疲劳性能研究

研究了不同冷凝工艺及不同后续热处理制度下GH37合金激光表面熔凝处理后的疲劳性能及显微组织与断口特征。结果表明,其疲劳寿命可保持在原始材料水平。此工艺可用于同类合金喷气发动机涡轮叶片的修复。     

机电信息(五)

凸轮轴激光强化工艺清华大学和河北华北柴油机厂共同承担的45钢风冷柴油机凸轮轮激光强化工艺研制与应用项目。于3月及日通过了由河北省科委组织的鉴定。专家们认为，该工艺国内领先，属叨年代国际先进水平。该项目直接利用清华大学在国家“八五”攻关中完成的科研成果，把激光熔凝强化和激光熔凝——凸轮桃尖激光合金化强化工艺应用于河北华北柴油机厂主要产品风冷柴油机凸轮轮生产。凸轮轴变形小，强化层深，组织、硬度适度稳定，技术先进，工效高。强化后的凸轮经发动机1000小时全速全负荷耐久性考核，平均磨损度仅为中频淬火工艺的14％…     

45钢等离子表面硬化后的组织及性能分析

利用常压等离子相变硬化设备对45钢进行了表面相变硬化处理,分析了处理后45钢的显微组织和硬度特征.结果表明,处理后淬硬层的显微组织为隐针马氏体 屈氏体 铁素体,熔凝硬化层的组织为马氏体 网状索氏体 铁素体.45钢的表面硬度最高达到了HV805,比一般淬火硬度高出100以上.