激光处理对渗硼层脆性的影响

本文对渗硼层的脆性破坏形式及其影响因素进行了分析,并就改善渗硼层脆性的各种方法作了归纳和比较。 本文重点研究的是激光处理对渗硼层脆性的影响,得出如下结论: 1、激光处理是改善渗硼层脆性的有效手段,韧性提高11.5～49.3%,断裂强度增加17.3～33.1%,相对剥落脆性减少27.8～51.0%。 2、利用涡流探伤技术可准确可靠地测定渗硼层的开裂点,配合力学性能试验便能测算其韧性和断裂强度:利用磨削试验法可测定渗硼层的脆性剥落性能。 3、激光处理改善渗硼层脆性的基本原因是:获得了细化的硼化物晶粒和硬度较低的共晶组织,改变了表面残余应力的分布。     

渗硼对球墨铸铁组织和耐磨性能的影响

为了提高球墨铸铁件的使用性能和使用寿命,对球墨铸铁进行了固体渗硼处理实验。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了渗硼层的厚度和渗硼层的组织,并测定了渗硼层的显微硬度,研究了渗硼对球墨铸铁耐磨性的影响。结果表明：球墨铸铁经渗硼处理后,其渗硼层由Fe2B单相组成,渗硼层呈齿状嵌入基体中。渗硼层的厚度随时间延长而增加。球墨铸铁经渗硼处理可获得较高的表面硬度,可达6.49 GPa。渗硼处理能明显改善球墨铸铁的耐磨性,是球墨铸铁的相对耐磨性的2.45倍。     

激光处理后的渗硼层组织

本文采用光学金相,透射电镜,扫描电镜,电子探针,能谱仪和X射线衍射等多种测试手段,结合Fe-B-C三元系相图,对激光处理后的渗硼层组织,从相的组成,相的形貌,显微硬度以及冲击断口诸方面作了综合分析,得到以下结论: 1、激光处理能使渗硼层产生很大变化,不但破坏了原取向排列,而且细化了原硼化物组织。 2、激光处理后渗硼层的典型组织,从表到里依次是Fe_2B或FeB Fe_2相,a—Fo Fe_2B Fe_3(C、B)共晶组织和先共晶相珠光体。 3、典型组织的形貌是:硼化物为树枝状和块状;共晶相呈椭圆状,内部为片层相间的精细结构;先共晶珠光体构成树枝晶。     

不同原始组织对渗硼层深度的影响规律

本文研究了不同原始组织对渗硼层深度的影响规律，确定出最佳渗硼原始组织，并对不同原始组织影响渗硼的机理进行了初步探讨。     

激光淬火对Cr12MoV钢渗硼层盐雾腐蚀和电化学腐蚀的影响

利用热浸渗法在Cr12MoV钢表面制备一层渗硼层,对其进行CO_2激光淬火处理。采用电子扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X线衍射仪(XRD)分析渗硼层盐雾腐蚀前后表面形貌、化学元素组成和物相,考察激光淬火前、后渗硼层盐雾腐蚀性能。通过电化学工作站测试激光淬火前后试样自腐蚀电位、电流密度和腐蚀速率等腐蚀特性,讨论激光淬火对电化学腐蚀的影响机理。研究结果表明:渗硼后表面产生许多孔隙,激光淬火消除这一缺陷。盐雾腐蚀后渗硼层产生间隙腐蚀,主要腐蚀产物为γ-FeO(OH)和Fe_3O_4,激光淬火试样只出现少量点蚀和细微裂纹,钝化膜由Fe_3O_4和α-FeO(OH)组成。激光淬火后渗硼层自腐蚀电位未发生变化,但激光淬火后自腐蚀电流密度下降11%,电化学腐蚀性能得到明显的改善。     

激光处理后的渗硼层组织

本文用光学金相,结合Fe-B-C三元相图,对激光处理后的渗硼组织,从相的组成、相的形貌,显微硬度诸方面作了分析,得出如下结论: 1.激光热处理能使渗硼层产生很大变化,不但破坏了原来的取向排列,而且细化了硼化物组织。2.激光处理后的典型组织、从表到里,依次是Fe_2B Fe_3C相,α-Fe Fe_2B Fe_3(B、C)共晶组织和先共晶珠光体。     

Q235钢的直接电加热渗硼研究

通过Q235钢直接电加热洛硼工艺试验，研究了Q235钢渗硼层的生长规律、组织组成、渗层深度分布状态和硬度分布状态，并与其在电阻炉中加热作了比较。探讨了电磁场对渗硼深度的影响。结果发现：直接电加热可以充分发挥电磁场的化学催渗和物理催渗作用。提高渗层质量，加速渗硼过程，缩短渗硼周期。     

金属模具表面稀土催化共晶渗硼组织及其性能

为了提高模具表面的磨损性能,采用稀土催化共晶渗硼工艺对45钢模具表面进行了处理,研究了不同稀土加入量对共晶渗硼层组织、渗硼层厚度、硬度梯度及其磨损性能的影响规律,分析了稀土活化催渗机理和材料磨损机制。结果表明:共晶渗硼层组织为硼化物与γ铁的混合物;稀土加入量为9%时共晶渗硼效果最佳,渗硼层厚度比传统固体渗硼层增加近1倍,渗硼层硬度显著提高且硬度梯度减小;稀土元素具有活化催渗硼原子、促进硬质相形成以及细化晶粒、强化晶界的作用;经稀土催化渗硼的试验材料两体磨损性能比传统固体渗硼材料提高约18%,且耐磨行程提高近12倍;试验材料磨损失效主要以显微切削为主;渗硼层厚度增大、硬度提高、硬度梯度减小是稀土催化共晶渗硼材料磨损性能得以提高的主要原因。     

65Cr4W3Mo2VNb钢渗硼层的组织和结构

本文研究了６５Ｃｒ４Ｗ３Ｍｏ２ＶＮｂ钢的渗硼行为，深入探讨了渗硼层的组织和结 构、心部强韧化处理后的组织和性能；提出了 ６５Ｃｒ４Ｗ３Ｍｏ２ＶＮｂ钢表面渗硼硬比、 心部强韧化的综合热处理工艺．     

焊接接头的渗硼层组织形态与性能的研究

为了研究焊接接头的渗硼层组织形态与力学性能,本文对焊缝区和热影响区的渗硼层做了金相与电子金相分析,也做了静动载荷力学性能试验。结果发现,在焊缝的熔池边缘区域,由于渗硼层被加热熔化后,冷却结晶而形成的共晶化组织。试验结果证明,焊缝热影响区的层硼层组织形态不变,半熔化区渗硼层的针形体,部份保留下来,研究认为其共晶化组织为Fe—B共晶系,其中共晶组织具有复杂规则的形态,並带有定向凝固的特性。试验结果也表明,渗硼的零件具有可焊性,焊缝热影响区仍具有渗硼层很高的硬度和耐磨性。     

激光熔覆工艺参数对熔覆层形貌的影响及优化

应用IPG-500激光器对45号钢进行了激光熔覆,研究了工艺参数对熔覆层形貌的影响,采用极差分析找出影响熔覆层形貌的关键因素.在此基础上,提出采用灰色关联度分析不同参数组合下的熔覆层质量与理想的熔覆层质量之间的关联度,从而找出最佳的激光熔覆工艺参数组合.结果表明,激光功率与扫描速度是影响熔覆层形貌的主要因素,并且在激光功率为400W,扫描速度为7mm/s及送粉速率为0.7r/min的条件下,所获得的熔覆层质量最优,为激光熔覆工艺参数的选择提供理论支持.     

低阶模CO2激光熔覆层形貌和质量的控制

通过在316L不锈钢基材上进行激光熔覆,研究了低阶模CO2激光熔覆功率和离焦量对熔覆层形貌和质量影响.研究表明,随着离焦量增加,激光熔覆层宽度和熔化宽度增加,熔化深度降低.随着激光功率增加,激光熔覆层宽度、熔化宽度和熔化深度增加.熔化区的形状和熔合界面质量主要与离焦量的大小有关,随着离焦量增加,熔化区形状从类似于“蘑菇”形,过渡到熔合良好的平底状.因此,通过调节离焦量,低阶模CO2激光熔覆可以得到界面平整、熔合良好的熔覆层,采用低阶模CO2激光进行熔覆是可行的.     

光纤激光氮化处理对TC4合金组织和性能的影响

采用高功率光纤激光器在氮气气氛中对TC4钛合金表面进行氮化,制备出渗氮层,并研究了光纤激光功率对TC4钛合金氮化层表面形貌、组织结构以及显微硬度的影响.结果表明:氮化层表面呈现粗糙和光滑两种形貌,氮化层组织为枝晶状组织,热影响区组织为针状组织,当扫描速度为10 mm/s、氮气流量10 L/min、喷嘴距离为3 mm、离焦量为0 mm时,渗氮层的熔深、熔宽均随着激光功率增大而呈现出增大趋势.此外,在距离氮化层表面相同深度的显微硬度随着激光功率增大也呈现出增大趋势.     

原位生成NbC增强YCF102熔覆层热力学与耐磨性研究

熔覆层性能难以满足特定的工艺要求，已成为限制激光熔覆发展的关键因素之一.鉴于此，在45号钢基体上制备出原位生成NbC增强YCF102熔覆层，并进行了热力学分析.通过XRD，SEM和EDS对其微观形貌及组成成分进行了分析，对其显微硬度及耐磨性进行了研究.结果表明:激光功率的改变对激光熔覆过程中原位反应的反应程度有显著影响，过大或者过小的激光功率均会对原位反应的发生起到抑制作用;YCF102熔覆层中原位生成的NbC颗粒的主要形态为四边形和花瓣形;当激光功率为525W时，原位生成NbC增强YCF102熔覆层具有较高的显微硬度及良好的耐磨性.     

提高高磷铸铁耐磨性的表面镍基激光合金化

通过对高磷铸铁表面进行以镍基合金粉末为主的激光合金化处理，调整铸铁表面层中的成分、组织与结构，探讨激光表面合金化层的硬度与耐磨性．实验结果表明，在激光功率为１．５ｋＷ，扫描速度为５ｍｍ／ｓ时，镍铬硼硅粉末能很好地溶于基材之中，形成明显的合金层与过渡区，溶入的合金元素大多以化合物或固溶体的形式存在，合金层与基材结合良好，未见宏观及微观裂纹，表面硬化层的硬度值大幅度提高，并使耐磨性提高５～７倍．     

激光表面氮化复合工艺和机理

论述了激光表面热处理和激光表面氮化的计算、原理、方法、主要影响因素等．着重讨论了激光氮化复合工艺的机理、参数和优点．在理论上建立了激光表面热处理和激光表面氮化的数学表达式．利用激光表面氮化复合工艺对３８ＣｒＭｏＡｌ钢试样进行实验．结果表明氮化层深度加深了．     

Al_2O_3对激光熔覆镍基涂层腐蚀性的影响

为研究不同Al2O3含量对激光熔覆镍基涂层耐腐蚀性能的影响.将基体与不同Al2O3含量的Al2O3/Ni熔覆层界面进行对比试验,利用SSX-500型扫描电镜对合金熔覆层的组织形貌进行观察,采用电化学腐蚀实验和盐雾实验对涂层的腐蚀性进行测试,结果表明,在镍基自熔合金粉末中加入Al2O3后,熔覆层的显微组织得到了细化.当Al2O3含量为40%时,致钝电流密度和维钝电流密度最小,钝化区范围最大;盐雾实验中涂层单位面积增重为1.15mg/mm2,较不加Al2 O3的Ni60合金涂层降低了约48.5%,耐蚀性能得到了显著提高.     

增/减材复合加工316L宏观形貌和残余应力试验

为了研究激光功率P、送粉速率f和扫描速度v_f对熔覆层宏观质量的影响,采用正交试验进行激光熔化沉积的单层单道成形试验研究.以熔覆层的形状系数ξ为评价指标,通过极差分析获得P,f和v_f对几何形貌影响的主次顺序.结果表明:在一定工艺参数范围内,f对熔覆层ξ的影响最大;最佳工艺参数组合是P,f和v_f分别为1kW,0.7g/min和600mm/min.利用X射线衍射法对增/减材复合制造316L不锈钢薄壁圆环表面残余应力的分布进行了试验研究.结果表明:试样表面的顶部和底部是拉应力,中间部分是压应力;铣削加工可以消除一部分残余应力.     

45钢渗硼层的激光熔凝处理

把约束优化问题转化为互余问题,然后用分段光滑同伦间接地解决了约束优化问题和互余问题,并给出了数值例子．     

基于烧蚀原理的激光抛光的数值建模与分析

采用连续激光对304不锈钢材料进行了基于烧蚀原理的激光抛光实验,得到了较好的抛光效果.耦合激光抛光中的传热和材料汽化,建立了一个二维瞬态数值模型,仿真了激光抛光中工件表面的演变,预测了激光抛光后工件的表面形貌和表面粗糙度值,仿真结果与实验结果十分接近,误差仅为8.17%.此外,利用该模型研究了激光抛光中工件表面移动速度的分布情况,确定了表面移动速度与初始表面形貌的关系:表面形貌波峰位置的表面移动速度较大,而波谷位置的表面移动速度较小,揭示了基于烧蚀原理的激光抛光降低工件表面粗糙度的机制.