球墨铸铁预处理对表面激光重熔层开裂倾向的影响

对球墨铸铁表面激光重熔过程中的重熔层开裂倾向及影响因素进行了详细的研究,通过对基体分别进行正火、淬火 回火后进行激光表面重熔的对比试验,考察了在相同的激光重熔工艺参数条件下进行表面重熔处理,发现球铁激光重熔处理前的预处理工艺对重熔过程中的重熔层开裂倾向影响很大。试验结果表明,预处理可以改变激光重熔时热影响区的大小、相变产物的显微组织形态,从而导致对重熔层相变应力的分布与大小,进而影响到激光重熔层的开裂倾向。为制定球铁激光重熔预处理的最佳工艺规范提供依据。     

灰铸铁HT200脉冲激光表面重熔

文章报道了用千瓦级N d:YAG脉冲激光器对灰铸铁HT 200进行表面重熔的实验.对激光参数与重熔层熔池形貌、表面粗糙度、显微硬度及结构的关系进行了分析,并提出迅速有效地获得最佳激光加工工艺参数的方法.     

激光与空气等离子弧切割镁合金的试验研究

利用高功率固体脉冲Nd:YAG激光和空气等离子弧对4 mm厚的AZ31镁合金板进行了切割试验.通过光学显微镜观察分析切缝及断面的宏观形貌和微观组织,结果表明:激光切缝窄细平直,断面波纹小且分布规律;空气等离子弧切缝较宽,且切割断面容易氧化.两种方法切割镁合金断面都形成有重熔层,激光切割重熔层厚而致密,与母材交界处无明显的热影响区;空气等离子弧切割重熔层较薄,内部有大量气孔和残渣,切缝中、下部有明显的热影响区,最宽处达50μm.为提高镁合金切割加工质量提供理论依据.     

灰铸铁激光重熔的正交设计

报道了千瓦级NdYAG脉冲激光表面重熔的工艺参数探索中采用正交实验设计的方法,可以迅速有效地获得最佳激光加工工艺参数,为激光加工技术在工业生产中的应用提供了一个有效的方法.     

Hastelloy C-276合金脉冲激光焊接熔池流动行为分析

根据传热学和流体力学基本原理建立瞬态Nd:YAG脉冲激光焊接熔池三维数值分析模型,研究Hastelloy C-276合金薄板脉冲激光焊接过程中熔池液态金属流动的基本规律.利用Fluent软件,采用有限容积法求解控制方程,用SIMPLE算法处理压力与速度耦合.引入Ma来评价焊接熔池的流动特性,并指出了焊接熔池中出现重熔轮廓线的原因.通过与实测温度场对比,验证了所建模型的准确性.模拟分析表明:脉冲激光焊接过程中存在较微弱的Marangoni对流现象;牛顿剪切应力的存在使熔池表层流体对流剧烈.此模型可为Hastelloy C-276合金薄板脉冲激光焊接熔池流体流动行为分析提供理论依据.     

激光熔池中Co—Cr—C共晶系合金的凝固组织形态选择

激光熔池中金属的凝固过程由于极端偏离平衡，并伴随有复杂的热量、质量及动量传输过程而变得十分复杂．本文以ＣＯ－Ｃｒ－Ｃ三元合金的γ－Ｃｏ－Ｃｒ７－ｘＣｏｘＣ３伪二元截面共晶合金系为对象，系统考察了在激光重熔后凝固组织的形成，探索了其形态选择演绎规律．研究表明，该伪二元截面合金系在激光重熔条件下有一个向碳化物成分方向倾斜的γ－Ｃｏ与Ｃｒ７－ｘＣｏｘＣ３共生生长区．并可观察到在足够大的过冷度下发生的非晶转变论文最后运用最高界面温度假设和相应的界面响应函数讨论了该合金系在激光重熔时凝固组织形态选择图并与实验结果作了比较．     

激光重熔高速电弧喷涂FeNiCrAl涂层的组织与断裂韧性

采用激光技术对高速电弧喷涂FeNiCrAl涂层进行重熔处理.分析了重熔前后涂层的组织结构、物相成分、显微硬度与断裂韧性.结果表明:重熔后,喷涂层片层状堆叠结构与孔隙得到消除,组织结构变得均匀、致密,涂层与基体由机械结合变为冶金结合.喷涂层物相主要有α-Fe及金属间化合物AlFe₃,AlFe和Al_0.4Fe_0.6,重熔后,生成了新相Fe-Cr,［Fe, Ni］固溶体和碳化物NiC_○x.重熔后涂层的平均显微硬度为7.79GPa,约为基体硬度(2.5GPa)的3倍,约为喷涂层硬度(6.0GPa)的1.3倍.载荷为4.9,9.8N时,喷涂层的压痕尖头出现裂纹,涂层平均断裂韧性为1.20MPa·m^1/2,载荷为2.94~9.8N时,重熔后涂层的压痕尖头均没有观察到裂纹.     

熔滴喷射沉积制造中重熔过程的研究

为使熔滴喷射增材制造过程中熔滴颗粒间能够获得较好的融合,分析了熔滴温度和基体温度对颗粒间重熔过程的影响,建立了基于Stefan条件的熔滴融合时界面重熔过程的一维热传导模型;利用有限元方法对模型进行求解,得到了熔滴喷射沉积过程中液固界面的移动规律和最大重熔深度,并以此预测了沉积熔滴间的结合效果.在自行研制的熔滴沉积实验系统中进行了柱状制件沉积实验,结果表明:提高基板温度或熔滴温度可有效增加重熔深度,进而改善熔滴间的结合状态;所建模型可以正确预测颗粒间的结合效果.     

激光重熔预控破片子弹性能研究

为获得形状规则、表面光滑、硬度较高的预控破片,提出激光重熔预控破片的研究。某型号火箭弹配用子弹壳体采用激光重熔技术形成预控破片,通过子弹壳体解剖、检测试验及子弹地面性能威力试验,表明子弹壳体金相组织均匀性较好,表面硬度有明显提高,子弹静破甲垂直穿深、密集杀伤半径、破甲侵彻能力均满足指标要求,验证了激光重熔技术用于子弹壳体刻槽的可行性。     

铝合金激光熔覆的最佳能量密度选择

铝合金密度小、熔点低、为了把较高熔点的耐磨合金层熔覆到其表面上，而又不让界面上的熔铝上浮以损害涂层强度，激光重熔的能量密度选择十分重要，这里用一系列能量密度进行了重熔试验，对其重熔层的性能，组织，成份及表面状况进行测试和分析，研究了铝合金基体上熔覆Ｎｉ－Ｃｒ层时激光能量密度对熔覆层质量的影响。     

选区激光熔化马氏体时效钢(18Ni300)工艺参数研究

采用单因素条件变量分析方法,研究选区激光熔化(SLM)增材制造过程中激光功率和扫描速度对马氏体时效钢成形件表面质量、相对致密度和硬度的影响规律.结果表明,随着激光扫描速度增大,试件表面熔道球化效应增强,内部缺陷增多,试件相对致密度和硬度逐渐降低;随着激光功率增大,试件表面熔道重熔区域变大,但试件的相对致密度和硬度无明显变化.本研究可为马氏体时效钢选区激光熔化工艺参数的合理选择提供参考.     

实验室规模和工业规模电渣重熔过程中电磁行为

电渣重熔过程中电磁现象对重熔过程和铸锭的最终质量有着直接的影响。利用数值模拟的方法研究电渣重熔过程中的电磁行为(电流密度、磁场强度、电磁力和焦耳热)。利用文献实测磁场强度验证模型,模拟结果与测量的电渣重熔渣池内的磁场强度吻合良好。研究结果表明:在工业规模电渣重熔过程中,电流的集肤效应更为明显;随着电流频率的增加,靠近电极外表面的电流密度增加;在此基础上,进一步分析实验室规模电渣重熔和工业规模电渣重熔过程的电流密度、磁场强度、电磁力和焦耳热的分布特征。     

电极插入深度对电渣重熔过程影响的数模研究

以电渣重熔系统电极、渣池和钢锭为研究对象,利用有限元分析软件求得稳定电渣重熔过程电磁场和焦耳热场分布,并通过计算流体动力学软件模拟分析了耦合电磁场和焦耳热场的三维电渣重熔过程在不同电极插入深度下温度场、速度场和电磁场的变化.结果表明:当电极插入深度为15 mm时,渣池两侧的逆时针方向旋转涡流之间出现一个顺时针方向旋转涡流,其尺寸随着电极插入深度的增加而增加;电极插入深度每增加15 mm,湍流动能的降幅约为21%,而最大温度值的降幅约为1%.     

Mg-5Zn-2Al-0.6Nd合金的部分重熔组织演变

利用光学显微镜、扫描电镜观察了Mg-5Zn-2Al-0.6Nd镁合金的铸态组织,分析了部分重熔温度对半固态非枝晶组织的影响.结果表明:Mg-5Zn-2Al合金中加入质量分数0.6%Nd后,铸态组织中出现呈针状或短棒状的稀土相.保温30min,部分重熔温度从585℃提高到610℃时,初生α-Mg相平均颗粒直径减小并且球化趋势更加明显.Mg-5Zn-2Al合金的部分重熔组织扩展经历了初始粗化,组织分离、球化和最后的粗化过程,加入0.6%Nd以后,部分重熔组织演变出现液化滞后现象,最后的粗化过程受到抑制.     

激光熔覆Ni基涂层的稀释区与熔覆区界面形态及组织

在Ti6Al4V合金表面进行了激光重熔NiCrBSi/TiN，NiCrBSi/TiC喷涂层实验，利用扫描电镜和X射线衍射仪等手段对稀释区与熔覆区界面进行了观察。结果表明：NiCrBSi／TiC重熔层的稀释区与熔覆区界面平直，而NiCrBSi／TiN重熔层的稀释区与熔覆区的界面不复存在，是共晶组织和颗粒组织的混合区。分析认为，[C]、[N]活性原子在高温流动熔体内的不同行为，强烈地影响稀释区与熔覆区的界面性质。NiCrBSi／TiC、NiCrBSi／TiN激光重熔层中稀释区与熔覆区界面TiC和TiN相的形成，遵循化学反应的基本规律，即电负性原则。     

NiCoCrAlY包覆涂层的激光重熔研究

应用2KW—CO_2激光器,在GH140合金表面进行NiCOCrAlY包覆涂层重熔处理。结果表明,控制恰当激光工艺参数,可使激光重熔区组织细化,成分均匀、涂层致密性、附着力显著提高。从而有效改善了抗蚀性和抗冷热疲劳性,并能保持原涂层良好塑性。     

搭接率对激光重熔氧化锆涂层结构及热震性能的影响

针对大面积激光重熔热障涂层后搭接区域结构的变化影响涂层使用寿命这一问题,对氧化锆涂层进行多道次激光重熔,探究了不同搭接率下重熔涂层表面及截面微观组织形貌的变化规律,并在电阻式加热炉中进行了热震实验,温度设定为1 050℃,分析随搭接率变化的涂层结构对热循环寿命的影响规律。通过扫描电镜观察发现:前后两个道次重熔层的裂纹在分界线处相互贯通,随着搭接率的增加,搭接区域的裂纹密度随之减小,而凹坑和微块的数目随之增加;热震实验后,裂纹平均宽度减小至5μm,表面出现大量凹坑,大部分由微块脱落所致;随着搭接率的增加,搭接区域截面纵向裂纹的偏转角先增加后减小,而涂层的热循环寿命先减小后增加;截面纵向裂纹的偏转加速水平裂纹的产生,当搭接率为0.30时,偏转角最小;当涂层脱落面积达到20%及以上、搭接率为0.30时,重熔涂层的热循环寿命最长。     

电渣重熔工艺参数对钢锭凝固质量的影响

应用以前所建立的数学模型,确定了几种渣系重熔冷轧辊用钢的最优工艺,对重熔钢锭的质量进行了分析,研究了工艺制度对重熔钢锭凝固质量的影响.实验表明,通过工艺参数的合理选择,控制重熔过程的局部凝固时间和二次枝晶间距长度,进而控制重熔钢锭的偏析程度的方法是可行的.对于Cr5冷轧辊用钢而言,局部凝固时间越长,对应的二次枝晶间距越长,由于元素偏析所引起的碳化物含量越高.     

激光处理金属表面陶瓷涂层的研究

采用ＣＯ２激光对低碳钢基体上等离子喷涂的ＺｒＯ２和Ａｌ２Ｏ３陶瓷涂层进行重熔处理，研究激光处理陶瓷涂层的工艺参数，采用金相显微镜和扫描电镜观察激光处理后的陶瓷层的组织结构，特别是对激光处理涂层的裂纹为较为详细的分析与讨论，并在实验中采取添加附加成分等措施，较为有效地消除和减轻了陶瓷涂层内的裂纹。     

涂层感应重熔的电磁场与温度分布

从电磁场的基本理论出发，对合金涂层感应重熔过程中电磁场分布进行讨论，找出了涂层感应重熔过程中热量和温度分布的规律，发现了在界面处和表面处有两个高温区的特征，取得了与实验一致的结果，完善了重熔时温度场分布的理论，为涂层感应重熔提供了工艺控制的依据。