纯铁表面的激光合金化处理及其强化机理

本文叙述了用一台横向流动输出功率为2KW 的 CO_2激光器实现纯铁表面激光合金化的实验方法.对处理过的表面所作的显微结构和电子能谱分析表明,激光合金化能改变纯金属的化学成分和性能,并对合金层强化机理作了初步的讨论.     

基于强化研磨轴承套圈表面化学成分分析

强化研磨是一种金属表面处理的新型精密加工工艺,文章采用对轴承套圈表面进行强化研磨加工工艺,通过X射线能谱仪对强化研磨加工前后试样表面化学元素组成成分及含量进行对比分析,得出经过表面强化研磨处理过的试样表面发生摩擦化学反应,元素种类增加,原子百分比含量发生相应变化,如B、N元素含量增加,这为研究强化研磨加工工艺能否在套圈表面形成含B、N化学物理膜层(B2O3、BN、硼酸酯铁、含氮有机物等)提供了相关实验依据.     

多用途的电火花强化工艺

电火花强化工艺是金属表面强化处理的一种新工艺。由于该工艺装备简单,易于掌握,应用面广,是机械工业部重点推广项目之一。电火花强化工艺就是将一种导电材料在脉冲电流作用下,使其与另一种导电材料的表面合金化,形成强化层,从而改变后者的物理、机械及化学性能,以满足我们对被强化     

铸造铝合金表面激光熔凝合金化改性

将NiCrSiNbB合金粉末用聚合物调和成糊状并涂于Al319铸造铝合金试样表面,用CO2激光以不同功率、不同的光斑移动速度处理涂层,使其快速熔凝形成耐磨的合金化层·实验结果表明,工艺参数严重地影响熔凝后合金化层的性能;可得到显微硬度达1400HV的高硬度层;选用合适的功率、光斑运动速度及预涂层厚度可得到单个处理轨迹、多道搭接处理及整个试样表面处理的无明显气孔、裂纹缺陷的组织细密的合金化层;层内主要强化相为AlNi和不同比例的Al,Ni金属间化合物·最终得到的表面合金化层的硬度比基体高60HV～100HV,其耐磨性与基材相比提高3～5倍     

表面机械研磨316L不锈钢诱导表层纳米化

采用表面机械研磨处理方法在316L不锈钢上制备出纳米结构表层,用X射线衍射和透射电镜研究横截面组织结构的演变过程,通过测定表层到内部的硬度变化研究纳米化对硬度的影响·结果表明:经过60min表面机械研磨处理后,在距样品表面约100μm深度形成高密度位错;随着应变量和应变速率的增加,在距样品表面约50μm深度诱发了机械孪生,形成了片层状孪晶,并相互交割细化组织;最终在样品表面形成了厚度约为20μm的纳米层,表层显微组织由晶粒尺寸为10～30nm的双相组织(马氏体和奥氏体)组成·表面纳米化是通过位错 孪晶及孪晶 孪晶相互作用实现晶粒细化·表面纳米化后,表层硬度显著提高·     

激光表面熔化处理

本文叙述了用连续 CO_2激光器在金属表面实现合金化、包覆、埋嵌和晶粒粗细化等激光处理的实验方法,对处理过的表面所作的显微组织和 x 射线分析表明:激光处理引起多种强化效应,从而在低质金属材料表面获得了高性能合金表面所具有的优异性能.     

纯铁表面纳米化处理对钛离子注的影响

通过表面机械研磨处理在纯铁表层（约10μm厚）可制备出无污染的约的纳米晶组织,平均晶粒尺寸可达10～25nm.利用金属蒸汽弧离子注入机对表面纳米化处理前后的试样进行了钛离子注入.结果表明,注入Ti元素浓度在经过表面纳米化处理的样品要比在未经处理的样品中有很大的提高.主要原因可能是在经过表面纳米化处理过的试样表面层有更多的缺陷（包括过饱和的空位、位错和非平衡晶界）以及由于压应力场的存在,注入原子与这些缺陷的交互作用增加了Ti在Fe中的固溶度.对注入深度变化不大的原因也做了分析.     

用于超精密加工的合金铸铁研磨盘

利用合金化、孕育处理、热处理及激冷铸造方法对铸铁研磨盘的组织和性能进行控制,从而改善金刚砂的嵌入性和嵌固性,使研磨的金刚石刀具满足超精密加工的需要.     

离子束增强纯铁的磨损行为研究

纯铁表面沉积Ｔｉ和Ａｌ膜的同时，用Ｎ＾＋离子束注入增强沉积，成功地形成了性能优越的表面改性层。与ＺｒＯ２陶瓷球对磨结果表明，经Ａｌ＋Ｎ＾＋ＡＫ Ｉ＋ｎ＾＋离子束增强沉积后，纯铁的表面显微硬度及磨损性能得到了较大的提高，磨痕形貌和元素分布观察结果表明：离子束增强沉积处理前后，磨损的机理发生了变化。     

钴粉涂层激光表面合金化的试验分析

采用2 kW CO2激光器对20Cr2M4W钢进行了激光表面钴合金化的实验研究.利用扫描电镜、电子探针、X射线衍射、透射电镜、显微硬度计等手段分析了合金化区域的成分、组织和性能.结果表明:当激光功率为1.4 kW,扫描速度为100～250 mm/min时,激光表面钴合金化可获得含钴均匀的合金化层,合金化层热疲劳性能比基体材料提高1倍以上,生成的氧化膜不易脱落;合金化层的室温硬度提高HV50以上;在700℃时,Co含量为8.08%合金化层的高温硬度提高HV36.因此,激光表面钴合金化在热作工具钢的表面性能优化领域有着可喜的应用前景.     

低碳钢表面机械研磨处理过程的有限元分析

运用有限元分析方法,对低碳钢表面机械研磨处理(SMAT)过程进行了数值模拟,分析计算了材料表面层的应力和应变分布情况,初步探讨了应变量和应变速率对材料塑性变形机制的影响.结果表明,经SMAT后样品表面发生了明显的塑性变形,其表面层的应变、应变速率和应力沿厚度方向均逐渐减小,这与其微观组织相对应;塑性变形时的应变量和应变速率对于样品晶粒细化和处理后最终晶粒尺寸的大小起重要作用.在系统激振频率为50 Hz时,SMAT过程中样品最表面层的应变速率最大可达681 s-1.     

退火对表面纳米化纯钛热稳定性的影响

采用表面机械研磨技术实现纯钛材料表面纳米化,并研究了纳米化处理后的材料表层组织结构,详细分析了样品表层纳米晶组织在不同温度、不同时间退火后的热稳定性.结果表明:纯钛TA2经过表面机械研磨处理后可以在表面形成等轴且取向随机的纳米晶层,晶粒尺寸约为12nm.对表面纳米化样品退火后发现,表层纳米晶组织在773 K以下温度退火后具有良好的热稳定性,晶粒尺寸没有明显增大;在773 K温度退火150min后晶粒尺寸稍有增大,而在773 K温度退火240min后晶粒尺寸明显增大,且横截面显微硬度也比表面纳米化后未退火样品显著下降,良好的热稳定性消失.     

双层辉光离子渗钼工艺及其组织性能研究

采用双层辉光离子渗金属技术对纯铁,10,40,45,60,T8等碳素钢进行了渗钼工艺的研究,探讨了加热温度,保温时间以及阴极－栅极间距对渗层厚度的影响,同时还研究了渗钼层的显微组织,渗钼层浓度分布,实验表明,双层辉光离子渗钼技术是一种新的离子渗金属技术,是离子渗钼的新发展。     

铝合金表面纳米化--微弧氧化复合涂层摩擦行为

通过表面机械研磨处理在LY12CZ铝合金表面制备表面纳米化( SNC)过渡层,再采用微弧氧化( MAO)技术对纳米晶过渡层进行微结构重构,设计制备出纳米化-微弧氧化( SNC-MAO)复合涂层,并对比研究了铝合金表面微弧氧化涂层及纳米化-微弧氧化复合涂层的摩擦学行为。与微弧氧化涂层相比,纳米化-微弧氧化复合涂层因硬度较高而具有较好的耐磨性。微弧氧化涂层及纳米化-微弧氧化复合涂层与GCr15钢球对磨时具有相同的磨损机理,为对磨钢球向涂层的材料转移和氧化磨损。     

粉末铁基高温合金的制备工艺研究

采用粉末机械合金化-温压成型-真空烧结等方法制备了氧化物弥散强化铁基高温合金MA956,并对其制备工艺和组织性能进行了研究。结果表明,高能振动球磨4h粉末颗粒细小均匀,已经基本实现了合金化,将其在120℃、500MPa条件下进行温压成型,压坯密度比常温模压工艺提高了0．3g／cm3;烧结温度对烧结体组织和性能有较大的影响,粉末压坯在1350℃烧结其致密度最高,为90．8％,且显微组织致密性好。     

高铬铸铁矿石筛板研究

鉴于原国产矿用筛板早期失效、寿命低于进口日本筛板，本文通过合金化、铸造工艺、热处理等几个方面对高铭铸铁展开了一系列的试验研究．结果表明，选用Ｃｒ／Ｃ比为７左右的Ｃｒ２０型高铬铸铁，添加适量的Ｍｏ、Ｃｕ、Ｍｎ，经过合适的热处理工艺，可获得分布均匀的高硬度Ｍ７Ｃ３型碳化物和马氏体基体，使筛板材料达到最佳的强韧性配合，通过改进铸造工艺使碳化物定向排列，当筛板工作面同碳化物纤维方向相垂直时，可以有效的抵抗磨料的磨损．新研制筛板的耐磨性明显提高，使用寿命高于原筛板３０％以上，并且超过日本生产的筛板寿命，为该厂提供了较好的社会效益和经济效益。     

热处理对烧结NdFeB磁体机械破碎磁粉的影响

将烧结ＮｄＦｅＢ磁体进行机械破碎，得到粒径大小适用于制备粘结磁体的磁粉，其矫顽力很低。在７００～１０５０℃的温度范围内进行热处理，实验结果表明：适当地选取热处理温度，可以显著地提高磁粉矫顽力，使其成为各向异性的高性能磁粉，用光学显微镜及ＳＥＭ对热处理前后磁粉的开矿进行了观察，未经热处理的机械破碎磁粉，颗粒边缘地区很细碎并且有很多裂纹，中心区域则相当寒带，热处理后，磁为分的边缘区域裂纹明显减少并趋于     

铁粉部分预合金化过程中间隙元素的定向迁移

采用与水雾化铁粉纯度相同的致密铁铸锭作试样 ,通过在其表面涂覆合金元素粉末层进行部分预合金化扩散处理 ,以研究部分预合金化铁粉的压缩性改善的机理 .研究发现 ,在铁粉扩散处理过程中 ,由于部分合金化铁粉中的合金化区域产生了铁晶格畸变 ,导致该区域的体系能量升高 ,将未合金化区域中的间隙原子如C ,N ,O等吸引到合金化区域 ,产生未合金化区域中的间隙原子向合金化区域的定向迁移 ,未合金化区域产生“自纯化”效应 .实验结果表明 ,随着扩散处理温度的提高和处理时间的延长 ,未合金化区域中间隙元素的含量降低程度也增大 ;间隙原子自未合金化区域向合金化区域的迁移过程符合扩散动力学规律     

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.