硼铸铁等离子相变强化层的组织与性能

采用等离子束对硼铸铁进行了表面强化,对等离子强化层的显微组织、显微硬度和耐磨性进行了研究.结果表明：硼铸铁经等离子束淬火处理后,其强化层的组织为隐针马氏体＋残余奥氏体＋片状石墨＋硼化物,硬度为未处理的2～3倍,强化层的显微硬度随深度呈非线性关系,最高硬度达1 000HV0.1.且随工作电流的增加,强化层的深度增加,表面硬度下降,次表层硬度增大且硬化层的耐磨性大幅度提高.     

硼铸铁等离子相变强化层的组织与性能

采用等离子束对硼铸铁进行了表面强化,对等离子强化层的显微组织、显微硬度和耐磨性进行了研究。结果表明:硼铸铁经等离子束淬火处理后,其强化层的组织为隐针马氏体+残余奥氏体+片状石墨+硼化物,硬度为未处理的2￣3倍,强化层的显微硬度随深度呈非线性关系,最高硬度达1 000 HV0.1。且随工作电流的增加,强化层的深度增加,表面硬度下降,次表层硬度增大且硬化层的耐磨性大幅度提高。     

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。     

45钢激光淬火工艺优化及性能

利用LSSK-009型数控激光熔覆机对45钢进行激光淬火,通过正交试验方法优化了激光淬火工艺参数,研究了离焦量、电流、扫描速度等工艺参数对45钢表面硬度的影响。结果表明:影响45钢表面硬度的主要因素是离焦量,其次是电流;最佳的激光淬火工艺参数为离焦量22.5 mm、电流210 A、扫描速度300 mm/min;45钢经最佳激光淬火工艺,搭接率为44%的多道扫描激光淬火处理后,由表及里依次为完全相变硬化层、热影响区和基体,其中完全相变硬化层的组织为针状马氏体和残留奥氏体,深度为0.48 mm,宽度为1.15 mm,硬度为842 HV0.2,比45钢整体淬火提高18%,热影响区的组织由完全马氏体逐渐转变为珠光体和铁素体组织,厚度为0.1~0.2 mm,硬度从823 HV0.2到438 HV0.2呈梯度分布;相邻道与道之间的表面硬度从842 HV0.2到450 HV0.2呈梯度分布,热影响区宽度为0.3 mm。     

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.     

电火花沉积与激光熔覆复合涂层的组织与性能

采用激光熔覆工艺和电火花沉积工艺在Q235钢上熔覆铁基合金粉末和WC陶瓷硬质合金,形成复合涂层.采用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等对复合涂层的相结构、显微组织、显微硬度及耐磨性能进行了分析.结果表明:复合涂层主要是由Fe3W3C、Co3W3C、Si2W、W2C和(Fe0.51Mn0.46 Ni0.03)6C等相组成;复合涂层与基体呈冶金结合,复合涂层中电火花区域中细小的硬质相弥散分布于沉积层中;复合涂层的厚度为140～160 μm,其中电火花沉积区域约为40μm,激光熔覆工艺的涂层厚度为100～120 μm;电火花沉积层的硬度最高可达1262.9 HV,平均硬度为1151.6 HV,电火花沉积区域与激光熔覆区域之间的过渡区域的显微硬度为884.8 HV,激光熔覆区域的显微硬度平均值为578.3 HV;复合涂层的耐磨性较基体耐磨性提高2.3倍,强化层的磨损机理主要是磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损.     

磨辊辊齿等离子弧Ni-Cr共渗研究

运用高能等离子体弧束在常压下快速扫描均匀涂覆镍铬合金渗剂的磨辊辊齿表面,对辊齿进行多元共渗和自激冷淬火复合强化处理,并对辊齿表面硬化层组织结构和性能进行了研究.结果表明,合金元素扩渗层达40 μm,整个硬化层深度为200～270 μm;合金化层硬度约为729.5 HV,淬硬层硬度为815.2 HV.辊齿表层硬度提高,硬度梯度分布合理,且齿有较好的韧性,可有效提高辊齿的耐磨性,延长辊齿使用寿命.     

轧制复合板及焊接接头组织与力学性能

为了能够更好的指导复合材料焊接工艺的制定，采用自熔等离子弧焊、埋弧焊和钨极气体保护焊3种焊接方法进行组合焊接。焊后通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱仪等分析方法，分析了轧制复合板及其接头的微观组织、界面元素分布、显微硬度及拉伸性能。结果表明，基材和覆材（复合材料的耐腐蚀层）界面元素扩散层厚度约10μm，由于增碳层和脱碳层的存在，显微硬度值随之升高和降低，抗拉强度达665 MPa，断口形貌呈韧脆混合断裂特征。焊接后，基材与过渡层焊缝界面扩散层厚度约5μm，基材与覆层焊缝界面扩散层厚度约3μm；第一道覆层焊缝由于受到多道焊缝焊接热的作用，铁素体体积分数含量达65%，平均显微硬度约380 HV0.2；接头抗拉强度与复合板相比降低约11%，断口韧窝大小、深度明显减小，断裂在焊缝处。     

55Mn钢表面激光熔覆原位析出颗粒增强Ni基复合涂层的组织与性能

在楔横轧模具钢55Mn表面采用同轴送粉CO2激光熔覆WE—TiCp／镍基合金复合粉末,在增碳、锆条件下可获得成形好、无裂纹、与基体冶金结合的熔覆层。熔覆层微观组织特征为γ-（Fe,Ni）基体上均匀分布的大量从液态析出的富含Ti、W、Zr的复合碳化物颗粒相。熔覆层表层颗粒尺寸约为7～8μm,颗粒数量约为3500个／mm^2;熔覆层中部析出颗粒数目约为42100个／mm^2,尺寸约为1～3μm;熔覆层底部析出颗粒尺寸约为1～2μm,颗粒数量约为16800个／mm^2。中部区域个别析出颗粒相中间出现黑色圆点状组织。激光熔覆后模具钢表面形成3个不同的硬度分布区域,激光熔覆层硬度为427HV0．2,深度1020μm;热影响区硬度为740HV0．2,深度780μm;基体的硬度为250HV0．2。激光熔覆后的硬度分布兼顾了模具使用要求和后续加工。无润滑的环块磨损试验发现：激光熔覆处理后的试样摩擦系数降低30％,耐磨性提高一倍。     

GCr15钢气体渗氮+淬火复合处理及干摩擦行为

用气体渗氮+淬火(N+Q)复合处理技术对GCr15进行表面强化,并与单纯的气体渗氮、淬火进行比较,系统研究了硬化层的物相、组织结构及干摩擦特性。结果表明:530℃气体渗氮9 h后,渗氮层的化合物层为ε相,厚度约为40μm;而渗氮之后淬火(N+Q)复合处理使氮化物完全分解,促使N元素向基体扩散,扩散区深约900μm,N固溶强化作用使得扩散区硬度比淬火硬度约高200 HV0.1,但是因氮化物分解产生孔隙致使表层硬度下降。分别在20 N和100 N载荷进行往复干摩擦试验,气体渗氮与N+Q复合处理都能有效降低摩擦因数。在20 N载荷时,N+Q复合处理试样体积磨损率低于渗氮与淬火试样;而在100 N载荷时,因其表面孔隙,使得初始磨损比淬火试样严重,但是磨损一段时间后耐磨性能提高。