扫描速度对硼铸铁气缸套表面钨极氩弧硬化效果的影响

研究了钨极氩弧扫描速度对硼铸铁表面硬化效果的影响规律。结果表明：扫描速度增加,硬化层宽度、深度减小,而硬度提高,裂纹率增大；硬化层硬度沿层深的分布是从表及里由高而低,在过渡区下降缓慢；沿层宽的分布是层中心最高,向两侧逐渐降低,直至硼铸铁基体达到最低值；在保证不出现裂纹的条件下,硬化层表面的最高硬度值可达61．4HRC,硬化层最高显微硬度值可达1156．4HV0．1；硼铸铁材料采用氩弧热源淬火时,淬硬层与基体之间过渡区明显,硬化区组织为莱氏体,过渡区为马氏体、残余奥氏体和少量石墨。     

氩弧硬化对硼铸铁表面组织和性能的影响

采用氩弧重熔技术在硼铸铁表面进行表面硬化改性处理,研究了钨极氩弧硬化工艺参数对硼铸铁表面组织和性能的影响.结果表明,硼铸铁表面采用氩弧热源淬火时,淬硬层与基体之间过渡区明显,硬化区组织为莱氏体,过渡区组织为马氏体 残留奥氏体 少量石墨.氩弧硬化工艺参数对硬化层的深度、硬度和裂纹率影响较大,工作电流增加或扫描速度减小时,硼铸铁表面硬化层深度增加,硬度降低,裂纹率下降.在保证不出现裂纹的条件下,硬化层表面的硬度值最高可达64 HRC,硬化层显微硬度值最高可达1196 HV0.1,其耐磨性明显高于未经处理和经激光表面处理的硼铸铁.     

等离子改性工艺对含硼铸铁组织和性能的影响

针对柴油机气缸套磨损失效现象，采用高能等离子束在常压下快速扫描含硼铸铁气缸套内表面，对缸套内壁进行局部硬化改性处理，获得了高硬度淬火硬化层，分析了等离子改性对硼铸铁汽缸套表面组织的影响，研究表明，工作电流越大、扫描速度越低，硬化区表层残余奥氏体含量越少；在扫描速度不变的情况下，工作电流越大，硬化层深度越大、硬度越高；工作电流不变，扫描速度越低，硬化层深度越大、硬度越高。通过磨损实验对比，可知等离子硬化后的硼铸铁的耐磨性高于含硼铸铁基体，而含硼铸铁基体的耐磨性又高于灰铸铁。     

激光表面淬火对铬钼铸铁组织和硬度的影响

采用TH-3DC3000型激光加工系统对铬钼铸铁进行了激光表面淬火处理,研究了不同激光功率和扫描速度对铬钼铸铁显微组织、表面硬度及硬化层深度的影响。结果表明,经激光表面淬火后,铬钼铸铁的组织由硬化区、过渡区和基体3个区域组成,硬化区组织为隐晶马氏体、残留奥氏体和球状石墨,过渡区组织为隐晶马氏体、珠光体和球状石墨,基体组织为铁素体、珠光体和球状石墨。在激光表面淬火未对试件产生过热影响时,激光功率的增大和扫描速度的降低均会提升铬钼铸铁的表面硬度和硬化层深度。在5 mm×20 mm的矩形激光光斑下,确定最优的参数组合为激光功率2300 W、扫描速度0.003 m/s,采用该参数组合对铬钼铸铁进行激光淬火处理时,表面硬度为760 HV0.3,硬化层平均硬度为724 HV0.3,硬化层深度可达1.4 mm以上。     

等离子束表面处理对硼铸铁组织与性能的影响

研究了等离子束表面硬化工艺参数对硼铸铁淬硬层及其组织与性能的影响.实验结果表明:硼铸铁经等离子束淬火处理后,其硬化层的组织为隐针马氏体 残余奥氏体 片状石墨 硼化物,其显微硬度是未处理的2～3倍,且硬度分布沿硬化层深度方向很不均匀.在扫描速度不变的条件下,随电流增大,硬化层深度和宽度增加,显微硬度增大;在电流不变的条件下,随扫描速度增大,硬化层深度和宽度减小,显微硬度减小.     

大功率半导体激光相变硬化U74轨钢的试验

使用自制的大功率半导体激光器对U74轨钢进行了相变硬化.结果表明,硬化层硬度值可以达到800～900 HV0.01,是基体硬度的3～4倍,沿半导体激光器光斑的不同轴向扫描对硬化层有很大影响,沿慢轴方向扫描得到的硬化层深度要远高于快轴方向,硬度值沿深度方向在过渡区附近迅速下降至基体硬度.试验表明,大功率半导体激光器在材料表面处理领域有着较为广阔的应用前景.     

45钢激光束扫描数值模拟与组织性能北大核心CSCD

利用有限元软件ANSYS对激光束扫描试样的温度场进行数值模拟,研究其温度分布规律。研究激光束扫描对试样显微组织和性能的影响,探讨激光功率和扫描速度等工艺参数对相变硬化层组织性能的影响。采用光学显微镜分析45钢激光相变硬化区的显微组织,用显微硬度计进行硬度测量。结果表明:45钢经激光束扫描后,硬化层的显微组织为针状或板条状的马氏体,组织更加均匀、细小,试样表面硬度最高可达57.5 HRC,相比调质处理提高约1倍,激光扫描区域组织沿深度方向上成梯度分布规律,从表层往深度方向依次为相变硬化区、过渡区和基体。激光工艺参数对硬化层显微组织和性能有较大的影响,相变硬化层的深度和宽度随着激光功率的增加而增加,随着扫描速度的增加而减小;硬化层的截面硬度随着激光功率和扫描速度的增加呈现先增加后减小的变化规律。     

45钢激光束扫描数值模拟与组织性能

利用有限元软件ANSYS对激光束扫描试样的温度场进行数值模拟,研究其温度分布规律。研究激光束扫描对试样显微组织和性能的影响,探讨激光功率和扫描速度等工艺参数对相变硬化层组织性能的影响。采用光学显微镜分析45钢激光相变硬化区的显微组织,用显微硬度计进行硬度测量。结果表明:45钢经激光束扫描后,硬化层的显微组织为针状或板条状的马氏体,组织更加均匀、细小,试样表面硬度最高可达57.5 HRC,相比调质处理提高约1倍,激光扫描区域组织沿深度方向上成梯度分布规律,从表层往深度方向依次为相变硬化区、过渡区和基体。激光工艺参数对硬化层显微组织和性能有较大的影响,相变硬化层的深度和宽度随着激光功率的增加而增加,随着扫描速度的增加而减小;硬化层的截面硬度随着激光功率和扫描速度的增加呈现先增加后减小的变化规律。     

等离子束硬化工艺参数对硼铸铁硬化轨迹交叉点的组织与硬度的影响

研究了等离子束表面硬化工艺参数对硼铸铁硬化轨迹交叉点处硬化层的组织与硬度分布的影响。试验结果表明，交叉点处硬化层的组织为隐针马氏体 残留奥氏体 片状石墨 硼化物，其硬化层的深度和硬度均高于单道硬化层的深度和硬度。交叉点处硬化层中的最高硬度并未出现在最表面，而是发生在距表面有一定距离的次表层；且随电流增加，最高硬度的位置向硬化层内部推移。硬化层中硬度分布很不均匀，其最高硬度两侧均具有较大的硬度梯度，但随电流增大，硬度梯度减小。     

激光扫描速度对45钢表面改性层组织及性能的影响

利用横流CO2激光加工机对正火态45钢表面进行激光相变处理,对改性层进行了OM实验、硬度测试以及硬化层磨料磨损实验.结果表明:相变硬化层由表及里依次为熔凝区、相变硬化区、过渡区和基体区;其中激光熔凝区晶粒最为细小;硬化层表面最高硬度为48 HRC;激光扫描速度对表面耐磨性有较大影响,其中扫描速度为8mm/s、功率700 W时改性层耐磨性最佳.     

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。     

氩弧重熔对Q235钢热浸镀铝层组织和性能的影响

采用氩弧重熔技术对Q235钢热浸镀铝层进行改性处理,利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对重熔前后组织进行了观察,并测定了重熔前后截面显微硬度.研究了重熔工艺参数对热浸镀铝层组织和性能的影响.结果表明,热浸镀铝层经氩弧重熔处理后,分层现象消失,组织上梯度过渡,试件由重熔层和淬硬层及基体构成.氩弧重熔处理能明显提高热浸镀铝层的显微硬度.氩弧重熔工艺参数对重熔层深度、硬度和裂纹率影响较大,焊接电流增加或焊接速度减小时,重熔层深度增加,硬度升高,裂纹率下降.     

磨削深度对42CrMo钢磨削强化层的影响

研究了磨削深度对42CrMo钢强化层组织与硬度的影响。结果表明,在不同磨削深度条件下,强化层的马氏体粗细不均,表层显微硬度随磨削深度先增加后降低,完全强化层显微硬度在720～800 HV0.1之间,比基体硬度提高了2倍。随着磨削深度的增加,强化层厚度最小值也增加,在磨削深度为0.6 mm时强化层厚度可达1.8 mm。     

Laser surface hardening of gray cast iron used for piston ring

The process parameters for laser surface-hardening has been experimentally established for improving the wear life of piston rings used for marine diesel engines by the formation of a proper hardened layer on it. The parameters of interest were the laser power and travel speed. Various hardened layers of gray cast iron were analyzed with respect to microstructure, hardness value, hardening depth, surface roughness, and wear resistance. The hardness of the laser-hardened layer was in a range between 840 and 950 Hv0.1, regardless of the laser power and travel speed range studied. Both the surface roughness and hardening depth increased in an almost linear manner with the increase in the heat input applied. Thus, the hardened layers formed with heat input ranges between 30 and 45 J/mm satisfied the piston ring application requirements for surface roughness (<6.3 μm in Ra) and the minimum effective hardening depth of 0.3 mm (>450 in Vickers number). Wear-test results obtained using a pin-on-disk-type wear-test machine showed that the wear life of the laser-hardened layer was almost twice that of the untreated one. This was directly attributed to the formation of the martensitic microstructure.     

磨削用量对球墨铸铁QT400磨削淬硬层及其均匀性的影响

采用逆磨+顺磨的双程平面磨削方式对球墨铸铁QT400进行磨削淬硬试验,研究了磨削深度a_p和试样进给速度v_w对淬硬层及其均匀性的影响。结果表明,磨削后试样表层存在熔化、完全相变淬硬和未完全相变淬硬等3种情况,其中,熔化层组织为二次渗碳体、残留奥氏体和碳化物,完全相变淬硬层组织为针状马氏体、残留奥氏体和球状石墨,未完全淬硬层组织为针状马氏体、铁素体、残留奥氏体和球状石墨。显微硬度分布曲线中高硬度区的平均硬度值在850~950 HV0.2之间,与基体(190~230 HV0.2)相比,显微硬度提高近3倍。随着磨削深度a_p的增大或试样进给速度v_w的减小,试样表层呈现“完全未淬硬→未完全淬硬→完全淬硬→熔化”的变化规律,显微硬度分布曲线中高硬度区的范围也变宽,淬硬层的深度也增大且均匀性良好。