2A12铝合金激光表面熔凝工艺

为探讨激光表面改性技术在铝合金上的应用,研究工艺参数对激光熔凝组织及显微硬度的影响,采用CO2连续激光器在2A12铝合金基材表面进行激光表面熔凝实验。结果表明:激光熔凝后由表及里分为熔凝区、过渡区和基体。熔凝表层为细小的等轴晶,过渡区由较大尺寸的枝晶组成。随着激光功率的增加,熔池熔深及枝晶尺寸随之增加;随着扫描速度的增加,晶粒变得更为细小。另外,激光熔凝层的显微硬度较基体提高20%以上。     

高速钢激光相变硬化层组织的X射线分析

本文用X射线衍射法研究了高速钢激光相变硬化层组织,以及激光工艺参数和原始组织对残余奥氏体含量的影响;并对激光相变硬化机理进行了分析。结果表明,激光相变硬化层组织由马氏体、残余奥氏体和合金碳化物组成。随着激光功率增加,扫描速度降低,残余奥氏体含量增加。激光相变硬化的本质仍然是马氏体相变。同时,晶粒细化强化,碳化物弥散强化以及激光淬火前的原始组织中的强化因素的遗传性等多种强化因素对超高硬度的获得也有贡献。     

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.     

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。     

含磷TRIP钢的CCT图

为了探索合金元素在TRIP钢相变过程中的重要作用,利用金相、显微硬度等方法研究了四种不同合金成分C-Mn-Al-PTRIP钢的CCT图.结果表明:Al元素强烈地缩小奥氏体相区,提高Ac3与Ms;Al元素促使CCT图左移和上移.P元素能够阻碍碳化物生成,当钢中P质量分数达到0.14%时,能显著地将CCT图中的珠光体区与贝氏体区右移;P元素对铁素体相变和马氏体相变没有显著的影响.结果还显示出随着冷却速率的增加,材料的显微硬度随之增加.对于每一种成分,超过其临界冷却速率时,将得到完全的马氏体组织.     

高镍铬无限冷硬铸铁轧辊表面激光合金化的研究

将激光合金化技术应用于高镍铬无限冷硬合金铸铁轧辊,利用OM,SEM,显微硬度计和X射线衍射仪对激光合金化层的显微组织、成分、截面显微硬度分布和物相进行分析研究.结果表明,合金化层表面平整,与基体形成了冶金结合,部分区域存在裂纹.在激光功率、光斑直径、搭接率一定的条件下,合金化层厚度随扫描速度变化不大;裂纹率随速度增加而增加;合金化层硬度随速度的增加先提高后降低.当激光功率为7.2 kW,光斑直径为0.8~3 mm,搭接率为33.3%时,最佳扫描速度为11 m/min.此时,合金化层平均厚度为0.287 5 mm,平均显微硬度为1 001 HV0.05,是基体材料(656 HV)的1.53倍.     

DP980超高强钢激光焊接接头组织及性能研究

利用Nd:YAG固体激光器对DP980超高强钢进行激光对接焊接,通过硬度测试、拉伸试验研究DP980超高强钢激光焊接接头力学性能的变化,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等观察显微组织的转变.结果表明:DP980超高强钢经过激光焊接,焊接接头分为焊缝金属区、完全相变区、不完全相变区、回火区和母材区.焊后焊缝金属区和完全相变区为马氏体组织,硬度较高;焊接接头软化现象发生在不完全相变区和回火区:不完全相变区马氏体发生相变使得铁素体含量增加;回火区组织发生回火,马氏体析出碳化物,导致软化.在力学性能方面,焊接接头抗拉强度略有降低,延伸率下降明显,软化区的存在导致在拉伸试验时焊接接头的不均匀变形,造成了其塑性明显下降;拉伸试样的断裂发生在焊接接头热影响区,断口观察发现存在有大小不等、深浅不一的韧窝,属于塑性断裂.     

球墨铸铁表面激光亚微米陶瓷合金化

以亚微米级TiC和CrxCy合金混合粉末为原料,采用激光合金化技术在球铁表面制备出耐磨、耐腐蚀、耐高温的合金化层.利用XRD,SEM,EDS等分析了激光合金化层的相组成及微观组织,并测试了激光合金化层的显微硬度.结果表明,合金化层表面平整,与基体形成了冶金结合.在激光功率、光斑直径一定的条件下,在400～1000 mm/min扫描速度范围内,合金化层厚度随扫描速度增加而减小,合金化层硬度随扫描速度增加而提高.激光合金化层中存在细晶强化和固溶强化等强化作用,大幅度地提高了球铁表面的显微硬度.     

工艺参数对45钢激光表面强化组织与性能的影响

通过改变激光功率和扫描速度等参数,研究其对45钢激光表面强化组织与性能的影响。实验结果表明,单道扫描时,当保持扫描速度v为15mm/s时,增加激光功率P,可增加硬化层的深度,最大深度可达1.5mm以上。另外,P/v比值越大,硬化层深度越大;而当P/v比值保持不变时,硬化层深度随着激光功率的增加而增加,其中激光功率从1.2kW到1.8kW时,硬化层深度值增加较快;当激光功率大于1.8kW后,深度值的增长随功率增加变缓;而且硬化层的硬度都达到700HV以上,远高于基体的硬度。在激光多道搭接扫描时,激光能量的再次输入会导致靠近搭接区的前一道硬化层产生回火软化,其硬度接近基体的硬度。     

激光焊接速度对焊缝组织和硬度分布的影响

利用激光焊接工艺焊接核级不锈钢,通过改变激光焊接速度得到不同的焊接接头。采用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段研究了熔深比、δ/γ比、组织形貌以及焊缝中各相的成分。通过显微硬度测试了焊缝接头上硬度分布。随着焊接速度的增加,焊缝熔深比线性增加,焊缝中啄-铁素体含量增加,岛状组织增多,板条状组织增多,蠕虫状组织减少,焊缝区的平均硬度值增加。     

Influence of original microstructure on the transformation behavior and mechanical properties of ultra-high-strength TRIP-aided steel

The transformation behavior and tensile properties of an ultra-high-strength transformation-induced plasticity (TRIP) steel (0.2C-2.0Si-1.8Mn) were investigated by different heat treatments for automobile applications. The results show that F-TRIP steel, a traditional TRIP steel containing as-cold-rolled ferrite and pearlite as the original microstructure, consists of equiaxed grains of intercritical ferrite surrounded by discrete particles of M/RA and B. In contrast, M-TRIP steel, a modified TRIP-aided steel with martensite as the original microstructure, containing full martensite as the original microstructure is comprised of lath-shaped grains of ferrite separated by lath-shaped martensite/retained austenite and bainite. Most of the austenite in F-TRIP steel is granular, while the austenite in M-TRIP steel is lath-shaped. The volume fraction of the retained austenite as well as its carbon content is lower in F-TRIP steel than in M-TRIP steel, and austenite grains in M-TRIP steel are much finer than those in F-TRIP steel. Therefore, M-TRIP steel was concluded to have a higher austenite stability, resulting in a lower transformation rate and consequently contributing to a higher elongation compared to F-TRIP steel. Work hardening behavior is also discussed for both types of steel.     

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.     

40Cr厚向性能差异化钢板的组织与性能

通常情况下耐磨钢板磨损到一定程度即报废,因此耐磨钢板厚度方向上不必全为淬硬层,而现有耐磨钢板热处理都是以全尺寸淬透为目标.针对此问题,提出采用瞬时淬火工艺制备厚向性能差异化钢板.实验选用厚度为30 mm的40Cr钢板,处理后其表层为针状马氏体和板条马氏体混合组织,过渡层由板条马氏体和贝氏体混合组织逐渐过渡为珠光体和铁素体混合组织,表面硬度710 HV,淬硬层深度9 mm,过渡层深度5 mm.试制的40Cr厚向性能差异化钢板具有良好的冲击韧性和耐磨性,为机械工程行业需要的"表硬里韧"钢板提供了一种新的选择.     

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。     

Microstructure and embrittlement of the fine-grained heat-affected zone of ASTM4130 steel

The mechanical properties and microstructure features of the fine-grained heat-affected zone (FGHAZ) of ASTM4130 steel was investigated by optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), and welding thermal simulation test. It is found that serious embrittlement occurs in the FGHAZ with an 81.37% decrease of toughness, compared with that of the base metal. Microstructure analysis reveals that the FGHAZ is mainly composed of acicular, equiaxed ferrite, granular ferrite, martensite, and martensite-austenite (M-A) constituent. The FGHAZ embrittlement is mainly induced by granular ferrite because of carbides located at its boundaries and sub-boundaries. Meanwhile, the existence of martensite and M-A constituent, which distribute in a discontinuous network, is also detrimental to the mechanical properties.     

分段冷却模式下热轧双相钢的组织演变及力学性能

通过热模拟实验研究了分段冷却模式下变形温度、保温温度及保温时间对Nb-Ti微合金热轧双相钢组织演变及性能的影响.结果表明:降低变形温度可促进铁素体的转变,使马氏体形态由大块状过渡到岛状;保温温度从740℃逐渐降至580℃时,铁素体转变量先增加后减少,保温温度为660℃时铁素体转变量达到峰值;随保温时间延长铁素体转变量增加,且铁素体转变量与时间的关系曲线呈“S”型.采用超快冷+空冷+层流冷的冷却模式并通过调整终轧温度及空冷时间获得了630~710MPa的热轧双相钢,屈强比≤061,相应的组织为铁素体+马氏体或铁素体+马氏体+少量的贝氏体.     

9SiCr工具钢表面激光熔覆合金的组织与性能

使用CO2激光器对9SiCr工具钢表面进行Co基和Ni基合金熔覆处理,X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了激光合金熔覆层的相组成和显微组织;显微硬度计对合金熔覆区的显微硬度进行测量·结果表明,合金熔覆层在微观结构上存在熔覆区、结合区和基体热影响3个区域·Co基合金熔覆区相组成为奥氏体+铁素体+碳化物,Ni基合金熔覆区相组成为奥氏体+铁素体+碳化物+金属间化合物·Ni基合金熔覆层的显微硬度约为Co基的2倍     

激光相变硬化数值计算

根据实验的实际条件，考虑对流，辐射等复杂边界条件，给出了有限尺寸，移动热热源的激光相变硬化三维温度场数学模型；     

含钒超细晶双相钢的细化机制

利用铁素体+马氏体+贝氏体的初始显微组织结合冷轧和连续退火的方法达到了细化晶粒的目的,通过这种方式制备的双相钢中有63.8%的铁素体晶粒尺寸分布于0.5～1μm,有53%的马氏体晶粒尺寸分布于0.5～1μm.针对该现象研究了基于铁素体+马氏体+贝氏体初始显微组织含钒超细晶双相钢的晶粒细化机制.分析认为,细化机制主要有三个方面:第一是形变对显微组织的细化,包括为了得到铁素体+马氏体+贝氏体的初始显微组织而进行的热轧和冷轧;第二是冷轧态显微组织的再结晶和快速奥氏体化;第三是钒的析出物阻碍奥氏体的长大.