金属材料表面强化技术应用现状与展望

综述了包括电弧离子镀、激光熔覆等金属材料表面强化过程中涂层与基体的结合机理、强化工艺,阐述了各种强化技术,涂层与基体材料的成分、结构匹配,对比分析了覆层的应力状态、工艺方法等对覆层结合强度的影响,介绍了各强化技术的优点、应用现状,并对存在问题提出了解决途径,对发展趋势进行了展望.     

激光冲击强化对Ti2AlNb合金微观组织及残余应力的影响

Ti2AlNb(O-Ti2AlNb)具有优异的力学性能,在航空发动机方面有远大应用前景.激光冲击强化(Laser Shock Peening,LSP)是一种先进的表面改性技术,能够在材料表面诱导产生高幅值、大深度的残余压应力,改善材料微观组织,提高材料抗疲劳、高温氧化等性能.本文采用激光冲击强化对Ti2AlNb合金进行表面改性,并研究其组织演变、残余应力以及高温环境对性能的影响.结果表明:激光冲击强化能够显著减小Ti2AlNb合金近表面的晶粒尺寸.显微硬度由冲击前的350 HV提升到395 HV;在冲击区域近表面产生了约-377 MPa的残余压应力;而在高温环境中,由激光冲击强化所诱导的材料近表面残余应力随时间逐渐释放,在600℃条件下,残余应力释放较为缓慢;而在720℃条件下,残余应力迅速释放.     

激光强化金属材料表面工艺规范问题

本文了金属材料表面激光强化处理的工艺规范选择原则,提出了制订激光强化处理工艺的分析方法。对激光强化表想方设法 研究具有一定的参考价值。     

钻杆表面激光淬火工艺研究

钻杆表面激光淬火工艺研究吴东江庄娟李守春刘嘉宜王廷兴（长春科技大学物理系１３００２６）激光已发展成为材料表面改性的重要手段之一，将其应用于金属表面强化时，可在不影响金属原有优良性能的前提下，提高金属表面的硬度、耐磨、抗蚀、抗疲劳等性能。钻杆作为石油钻...     

液压元件表面激光熔覆强化

阐述了激光熔覆强化技术的原理及强化机理和国内外发展动态，与传统表面强化方法做了比较，总结了激光熔覆强化的优越性．液压元件关键另件的耐磨要求很高，对这些零件进行激光熔覆强化，将会创造可观的经济效益和社会效益。     

激光冲击、喷丸及其复合强化对TB6钛合金表面完整性及轴向疲劳性能的影响

 为了提升TB6钛合金旋翼的疲劳性能,研究了喷丸、激光冲击及两者的复合工艺等3种表面强化方法对钛合金表面完整性及高周疲劳性能的影响规律。采用白光干涉仪、X射线残余应力测试仪和扫描电子显微镜分别对加工前后试样的表面形貌、表面残余应力分布和微观组织等表面完整性特征参数进行了表征,并采用疲劳试验机分别测试了轴向应力疲劳寿命和疲劳极限。结果表明,在相同加载条件下,相比磨削试样,采用单一的激光冲击试样的轴向应力疲劳寿命提高了32.2倍,而单一的喷丸和激光冲击+喷丸复合强化的试样疲劳寿命均提高了至少126.4倍。激光冲击+喷丸复合强化表现出比单一的喷丸强化更优的疲劳极限增益效果。     

金、银、铜等典型高反射率材料的激光增材制造

激光增材制造金银材料可用于艺术品、首饰、手表等的定制化制造.铜是传统工业的重要材料,具有良好的导电性和导热性;铜的激光增材制造材料被广泛用于电子设备、热管理系统、交通运输、工业制造等领域.金、银、铜的激光增材制造具有广阔的应用前景,但也面临着重要问题:金、银、铜材料对激光的吸收率很低.理论分析表明,光吸收率受材料的电导率和激光波长的直接影响.用合金化粉末或表面改性的粉末替代原始粉末打印,或用短波长蓝光或绿光激光打印,可以提高粉体对激光的吸收率,得到更好的打印态样品.本文总结了铜、金等高反射率材料的激光增材制造的激光成型现状和原料端现状,亦对铜、金等高反射率材料的激光增材制造的未来发展趋势做出了展望.     

模具表面强化处理技术

模具热处理不当是造成模具失效的重要原因之一,本文研究了目前模具表面强化处理的一些新工艺,分析了低温化学热处理、气相沉积、激光热处理以及稀土元素表面强化等新工艺的模具表面强化特点,为使用表面强化技术提高模具使用寿命提供参考。     

表面多孔涂层管强化传热技术研究

设计了以烧结法制备铜表面多孔层的工艺过程，并以丙酮作为介质，测试了所制备的多孔表面强化管的传热性能．结果表明，表面多孔管显著地强化了沸腾给热．以０．０７４～０．０４６ｍｍ紫铜粉和Ｒ粉的复合粉烧结多孔管为例，当热通量为２．００×１０４～６．８５×１０４ｋＪ／（ｍ２·ｈ），沸腾给热系数可达２．２３×１０４～５．２８×１０４ｋＪ／（ｍ２·ｈ·℃），比普通光滑管提高８～２４倍；总传热系数可达３８００～６２３６ｋＪ／（ｍ２·ｈ·℃），比普通光滑管提高０．７～６倍     

材料表面的激光熔覆技术及展望

激光熔覆技术是一种先进的表面改性技术 ,具有广阔的应用前景 .本文介绍了激光熔覆技术的概念、工艺特点、材料表面强化处理技术的应用及存在的主要问题 ,同时指出了激光熔覆技术的发展方向 .     

齿轮激光淬火技术替代常规渗碳工艺

齿轮表面质量的好坏直接影响传动部件的质量和寿命 ,为此需对齿轮表面进行强化处理 ,传统的处理方法如渗碳等存在着诸如变形较大 ,硬化层沿齿廓分布不均等缺陷 ,从而影响齿轮的使用寿命 通过分析可替代常规齿轮渗碳淬火的激光齿面淬火新技术研究的意义及经济价值 ,着重讨论了齿面激光淬火的关键技术———表面预处理涂层与方法、激光扫描方式 比较了激光淬火与渗碳工艺的硬度、硬化层深度及抗点蚀疲劳性能等重要指标 结果表明 :采用激光淬火齿面技术不仅能提高生产率 ,降低成本 ,而且对于某些材料的齿轮完全能代替渗碳淬火工艺     

激光局部强化40Cr钢的缺口疲劳寿命分析

运用弹塑有限元法对４０Ｃｒ钢经激光局部强化前后材料的缺口局部应力应变场进行理论分析，对于强化层内存在的残余压应力按初应力考虑计及其对疲劳裂纹萌生的影响。建立其与萌生寿命之间的宏观规律，为强化材料的寿命估算提供依据。     

切口试件的激光处理对其疲劳寿命的影响

针对切口试件根部经激光处理后，材料在光斑直径大小范围内的组织硬化，从而使试件的旋弯疲劳过程由３个阶段变为５个阶段．研究了疲劳寿命在不同应力状态下的变化过程．由Ｐａｒｉｓ公式给出了计算疲劳寿命的公式，并分析了寿命变化的原因．     

基于二维温度场理论的激光淬火工艺参数研究

基于激光淬火的二维温度场理论 ,通过对温度场分布公式的拟合简化 ,推导出激光淬火淬硬层理论宽度及深度计算公式 ,讨论了产生最大淬硬层深度和宽度的条件 从理论上说明了激光淬火工艺参数对淬硬层深度和宽度的影响 在对QT80 0 - 2进行的激光淬火实验中 ,淬火硬化层实测宽度和深度的实验值与理论计算值之间的误差大约为 1 0 % ,得到了令人满意的结果     

原始组织对滚珠轴承钢激光相变硬化的影响

本文通过实验研究了分析了调质和球化退火两种不同原始组织的滚珠轴承钢，经激光相变硬化后，其表层硬度，硬化层深度及显微组织的差异，提出了按使用要求选定原始组织的工艺依据。     

激光辅助切削温度场的三维有限元仿真

激光加热的温度场受材料性参数、工件几何形状、激光器功率、光斑形状及移动速度的影响，分析激光辅助立铣淬硬钢的工况，提出简化的计算模型，进而将非稳态传热方程化为稳态的传热控制方程，应用三维有限元法，对激光流动加热45^#钢的温度场进行了仿真，经过对不同光斑形状、移动速度、光斑温度对温度场的影响，归纳了激光加热的特点，对激光辅助加工工艺参数的选择提出了建议。     

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。     

赤泥基似膏体充填材料水化特性研究

以赤泥、煤矸石等工业固废为主要原料制备赤泥基似膏体充填材料,采用X射线衍射分析、傅氏转换红外线光谱分析、热重--示差扫描量热分析和扫描电子显微镜--能谱分析等测试手段研究赤泥基似膏体充填材料的水化特性.结果表明,本试验条件下,赤泥基似膏体充填材料的最优配比为编号E03试验,即胶结料:赤泥:煤矸石:添加剂质量比为1:16:5:11,固相的质量分数为70%,28 d单轴抗压强度为5.49 MPa.赤泥基似膏体充填材料不同龄期的水化产物主要为斜方钙沸石(CaAl2 Si2O8·4H2O)和钙矾石(AFt),随着水化反应的进行,水化产物的数量明显增多,且钙矾石由水化初期的针状逐渐转变为棒状,有助于充填体强度的发展.     

微波加热硬化水玻璃砂表面涂层的抗湿性研究

针对微波加热硬化水玻璃砂吸湿性强的特点,以PbO-ZnO系低温玻璃粉作为主要的涂层材料,研究测试了涂层的抗湿性．结果表明：表面涂层后的水玻璃砂样抗吸湿性明显高于普通水玻璃砂样,4h存放强度提高了2．33倍,4h吸水率降低了45．9％．通过SEM和XRD等测试方法,对表面涂层砂样和普通砂样的物相和成分进行了分析：SEM分析表明,表面涂层砂样的表层有涂层材料渗入形成防湿层,防湿层内砂粒表面的粘结桥有许多细小颗粒状物质分布．表面xRD扫描表明：涂层表面出现了3种新的物相,即Al2TiO3,NaAlO2和PbTiO3,它们是表面涂层提高砂样抗湿性的主要原因．     

提高石膏制品防水性能的措施

半水石膏属于气硬性胶凝材料,其制品吸水率大,当处于温度90％以上的环境中,由于吸水、溶蚀而导致制品的结构强度降低。为扩大石膏制品的使用范围,拟采取在石膏浆体中掺加一定量的聚合物憎水物质、促进剂、交联剂等改变硬化浆体结构特征的措施,达到降低吸水率（72h小于3％）,提高软化系数（0．8）,进一步改善防水性能的目的。