780 MPa级微合金钢的激光相变硬化工艺及组织性能

利用4 k W光纤激光器对一种780 MPa级Nb-Ti-Mo微合金化的低碳钢进行了激光相变强化处理,研究了激光功率和扫描速度对激光相变区宏观形貌和显微硬度的影响,讨论了激光相变区显微组织的演变规律.结果表明:随着激光功率的增加或扫描速度的降低,激光相变区宽度和深度逐渐增加.激光相变区包含三个区域:微熔区、硬化区和过渡区.微熔区显微组织为铁素体、粒状贝氏体和马氏体;硬化区显微组织为全马氏体;过渡区为相对细小的全马氏体或与铁素体的混合组织.在所研究的参数中,硬化区的硬度可超过母材30%左右,平均硬度达到320 HV.实验钢表面耐磨性能提高30%左右.     

白口铸铁焊接热敏感性的研究

采用焊接热模拟技术再现了白口铸铁焊接热影响区(HAZ)的组织,研究了热循环的改变对焊接热影响区的组织和冲击韧性的影响以及焊接断口的特征。试验结果表明,经受焊接热循环作用后,白口铸铁的冲击韧性下降。经高峰温热循环作用后,白口铸铁的组织主要为渗碳体加孪晶马氏体,其硬度高,冲击韧性较好;峰温800℃时,组织硬度最低,冲击韧性最差,再经过高峰温热循环的作用,组织硬度提高,冲击韧性得以改善。     

HT30-54灰铸铁激光表面淬火研究

本文研究了不同涂层条件下,对HT30-54灰铸铁进行激光处理的工艺参数与硬化层深度的关系,以及工艺参数与显微组织和硬度的关系。结果表明,选用扫描速度7～28mm/s,输出功率450～840W时,硬化层的显微组织是针状马氏体加片状石墨,表面硬度值是HV_(0.05)800。     

42CrMo钢泵筒内壁激光相变硬化组织模拟

采用有限元软件SYSWELD建立三维模型,考虑相变潜热及材料热物理性能随温度的变化,将温度场和相变模型进行耦合,对泵筒内壁激光相变硬化组织转变过程及硬度分布进行数值模拟。结果表明:激光相变硬化是一个快速加热和冷却的过程;在加热过程中激光照射区域组织转变为奥氏体,而在冷却过程中奥氏体发生马氏体转变;激光相变硬化处理后,完全淬火区主要以马氏体为主,其最大体积分数可达90%左右。相变区硬度提高约2倍,最大可达540.6 HV0.2;相变区的组织及硬度模拟结果与试验结果吻合较好。     

GCr15SiMn钢表面激光淬火组织和性能

探讨GCr1 5SiMn轴承钢 840℃油淬火后 ,分别在 2 60℃、 35 0℃、 45 0℃、 5 5 0℃回火 ,得到不同的原始组织 ,再进行激光淬火 .发现 2 60℃回火状态 ,表面组织为粗大的针状马氏体 ,硬度值低 ;而 35 0℃、 45 0℃、 5 5 0℃回火状态 ,表面组织为“隐晶马氏体” ,硬度值高 ,其中 35 0℃回火表面硬度值高达Hv =1 0 96,淬硬层深度可达 1mm .     

40CrNiMoA激光宽带相变硬化处理

研究了40CrNiMoA钢在激光宽带相变硬化处理各工艺参数对合金显微硬度的影响.实验结果表明:40CrNiMoA激光宽带相变硬化处理搭接量的选择范围为14%~18%,激光宽带相变硬化处理后合金组织明显细化导致表面强化,淬层硬度可达到700HV以上,并且沿激光作用区横向硬度呈明显规律分布;探讨了40CrNiMoA激光宽带相变硬化相应机制.     

CrWMn钢激光相变硬化工艺参数的确定

采用激光相变硬化处理工艺,使 Cr W Mn 钢表面获得了细马氏体组织,并使显微硬度增值(100g负荷)200单位左右。与目前激光热处理所沿用的热传导方程不同,用回归正交设计法获得了硬化深度Z与工艺因素之间的回归方程式。得到了光斑直径 d 对硬化深度Z 的复杂作用表达式。给出了不同深度Z 所要求的工艺控制曲线。     

W18Cr4V钢激光表面淬火工艺参数的选择

对W18Cr4V钢激光表面淬火工艺参数进行了试验研究．试验结果表明，激光表面淬火工艺参数d＝1．5mm，q=124W／mm2，v＝18mm／s时，激光淬火加热温度处于Ac1～T熔范围之内．可以得到无表面熔化的淬火层，淬火层深度0．25mm，淬火层组织为细针状马氏体＋碳化物＋残余奥氏体，显微硬度HV0.1950～1050     

激光相变硬化对轴承钢组织与性能的影响研究

本文对低温回火态Gcr15轴承钢的激光相变硬化处理进行了研究.试验了激光处理的工艺参数对硬化过程的显微组织、淬硬层的硬度变化、残余应力分布、残留奥氏体形貌与数量以及耐磨性能等的影响.结果表明:经激光相变硬化处理后,Gcr15钢的表面硬度可达HV1000以上,硬化层的显微组织为缺陷密度高的隐针马氏体,晶粒度为ASTM 14级,残留奥氏体约达20%,呈膜态分布于马氏体条片之间及碳化物周围,超细的碳化物非常弥散地分布着,表面层保持较大的压应力而耐磨性能明显提高.据此,可以认为激光相变硬化的强韧化机制是:晶粒细化强化、亚结构强化,弥散析出强化以及残留奥氏体强化等的综合贡献.     

GCr15SiMn钢表面激光淬火组织和性能

探讨GCr15SiMn轴承钢840℃油淬火后，分别在260℃、350℃、450℃、550℃回火，得到不同的原始组织，再进行激光淬火。发现260℃回火状态，表面组织为粗大的针状马氏体，硬度值低；而350℃、450℃、550℃回火状态，表面组织为“隐晶马氏体”，硬度值高，其中350℃回火表面硬度值高达Hv=1096，淬硬层深度可达1mm。     

激光熔凝处理对合金铸铁组织及性能的影响

研究了激光熔凝处理对合金铸铁的组织、抗回火稳定性及耐磨性的影响。结果表明：激光处理试样由熔化区、部分熔化区、相变硬化区、基体四部分组成,熔凝层晶粒明显细化。与常规处理试样相比,熔化区的显微硬度、抗回火稳定性及耐磨性均明显提高。     

Cr-Mo激光合金化对灰铸铁组织及耐磨性的影响

系统地研究了灰铸铁Cr-Mo激光合金化层中合金元素的分布、显微组织和耐磨性。试验结果表明,当激光束功率和预涂层合金成分一定时,合金化层的合金浓度主要决定于激光扫描速度。适中的激光扫描速度(7mm/s)下,合金元素在层内分布较均匀,沿层深浓度梯度平缓,合金化层的组织为极细小均匀的树枝晶;其余扫描速度下,表面Cr-Mo浓度高,沿层深浓度梯度大,表面高合金浓度处组织为白亮层,次层为树枝晶和层片状莱氏体,随层深增加枝晶间距增大。Cr-Mo激光合金化显著提高了灰铸铁的硬度和耐磨性。     

机床导轨表面激光硬化处理及其耐磨性试验研究

本文利用大功率CO_2激光器对机床滑动导轨表面进行激光相变硬化处理和研究分析;并通过耐磨性试验研究,获得了相应的磨损曲线和寿命指标。同时,本文对这种表面新技术的实际应用进行了工业试验分析。     

灰口铸铁淬火硬化的工艺探索

普通灰口铸铁零件淬火硬化,在一般生产中实属罕见,但在可能的生产条件下为了提高其表层硬度和耐磨性,采用高温快速的加热方法淬火,得到了好的效果。本文从热处理理论和铸铁热处理特点出发,探索了灰口铸铁淬火的工艺方法,解决了生产中的一个问题,对普通灰口铸铁的淬火作了一次有益的尝试。     

Microstructural characterization of cobalt treated by laser surface melting under different powers

The effect of laser power outputs on microstructural evolution of cobalt(Co) treated by laser surface melting(LSM) are systematically characterized by electron channeling contrast and electron backscatter diffraction techniques equipped in scanning electron microscope. Results shows three distinctly different microstructural characteristics from surface to substrate in Co samples treated by LSM: solidification substructure(cell and cellular-dendritic) and phase transformation structure(ε martensitic plates) in the elongated columnar grains for melting zone(MZ), ε martensitic plates in insufficient recrystallization grains for heat affected zone(HAZ),and fully recrystallization microstructure for base metal(BM). Although the similarity of general evolution profiles for LSM treatment on Co under different laser power outputs, the trend of the penetration and width depth for MZ is obviously increased with increase of laser power outputs, and cellular substructure is more pronounced in the specimens treated by the higher power. The metallurgical mechanisms for LSM treatment of Co, which are closely related to the interaction between heat sources and metal, are systematically discussed in this paper.     

QT700球墨铸铁曲轴的激光冲击强化试验

选用不同涂层对QT700曲轴激光冲击处理,研究激光冲击强化条件下,QT700曲轴的硬度和表面残余应力等力学性能的变化.发现在激光冲击过程中,黑漆涂层、铝箔涂层和硅酸乙脂涂层均能有效提高冲击试样的表面硬度和表面应力.经过激光连续冲击后,在曲轴试件表面能形成1.0 mm厚的硬化层,其表面硬度最大能达到590 HV.激光脉冲功率从2.8 GW/cm2提高到3.6GW/cm2时,轴颈表面残余压应力相应由326 MPa提高到495 MPa,两次冲击后提高幅值更大.     

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.     

镍基合金激光表面Y_2O_3合金化研究

用电子探针和扫描电镜研究了预涂粉末量和激光辐照工艺参数对 GH49 合金表面熔掺层中 Y_2O_3 分布的影响及熔掺层的组织特征。结果表明,当功率密度为 17.6kW/cm~2,扫描速度为 0.36 m/min时,熔掺区Y_2O_3 弥散均匀分布,对0.05g/cm~2 涂层粉末量,Y_2O_3 含量达(1.2～1.5)wt％。过热处理后,熔区枝晶组织消失,晶粒细化,晶界弯曲.γ′相与Y_2O_3 粒子共同弥散分布,从而使一般镍基合金实现了表面ODS合金化。     

焊材和焊接工艺对灰铸铁焊接接头组织和硬度的影响

灰铸铁使用一般焊材冷焊时 ,容易在焊缝和半熔化区出现白口和淬硬组织 ,热焊工艺则能耗大 ,劳动条件差 ,生产率低。本研究采用E4 30 3、Z2 0 8、Z4 0 8焊条 ,配合电弧冷焊和半热焊工艺对灰铸铁进行了焊接试验 ,比较了各种焊缝和半熔化区的组织、硬度、半熔化区的白口宽度 ,结果表明 :E4 30 3焊条配合半热焊工艺 ,Z4 0 8焊条配合冷焊和半热焊工艺适合焊接灰铸铁的加工面     

灰铸铁硬度变化的唯象联系与本质规律

通过建立数学模型，探讨了化学成份、组织结构等因素对灰铸铁硬度的影响规律。结果表明，灰铸铁的硬度不仅与基体中珠光体的含量和细化程度有关，而且在很大程度上还取决于铸铁结晶过程中初生奥氏体量及其共析转变的结果。