合金铸铁激光处理的探讨 Ⅰ.激光辐照后的组织与硬化特征

激光辐照后合金铸铁产生了熔化与未熔化两种情况,依据热传导分析,表面层的冷却速率为10~4～10~5℃/s,并可以自淬火,不同的层深、具有不同的加热温度与冷却速率。因之,不同层深将具有不同的组织,熔凝层由渗碳体骨架及粗大马氏体针的铸态组织组成,HM750左右,过热层由渗碳体骨架、粗大马氏体针及相当数量的残余奥氏体组成,比较详细地讨论了石墨在该区的作用。相变硬化区是颗粒状渗碳体、细针马氏体及隐晶马氏体,HM900左右,热影响区是对基体的高温回火。     

灰口铸铁H20-40激光热处理工艺的研究

对灰口铸铁H2 0 40在激光加热条件下不同的功率密度 (W )、扫描速度 (V)对硬化层深度、硬度及组织进行了系统的研究 .发现当W =4.0 76× 10 3 W /cm2 ,V <5mm/s时灰铁的表面呈熔融状态 ,可获得伪共晶莱氏体组织 .硬度Hv90 7- 10 10 ,硬化层深度S =0 .95mm～ 1.5 4mm .当W <4.0 76× 10 3 W /cm2 ,V >5mm/s时 ,只能获得片状马氏体 石墨的混合组织 .硬度Hv6 90 - 840 ,硬化层深度S =0 .6mm～ 0 .9mm之间 .     

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.     

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     

双相钢的强度与二相显微组织的关系——-双相钢强度表达式的推导

本文研究了低碳低合金双相铜中马氏体相和铁素体相在轴向拉伸过程中的应力-应变行为,考虑到相变过程中马氏体的相软化现象、铁素体的相硬化现象以及马氏体含碳量对强度的影响,推导了双相钢淬火态的强度表达式:1. 当∈(ii)>n_F 时,(?)2. 当∈(ii)n_F时,(?)2. 当∈(ii)相似文献   

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。     

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.     

热轧低碳钒钢强韧化机制的研究

采用不添加Mo,Cr,Ni,低成本V-N微合金化的成分设计,对实验钢进行控轧控冷(TMCP)实验,探讨其相变机理与析出行为,利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段,系统地研究了热轧微观组织和综合力学性能.结果表明,显微组织为针状铁素体、准多边形铁素体和粒状贝氏体及少量三角状M/A岛,析出的细小V(C,N)粒子呈不规则的椭球状,较均匀弥散地分布于铁素体基体内部.实验钢的屈服和抗拉强度分别为618,701 MPa,断后延伸率19%,冷弯性能合格,扩孔率达到94%,延伸凸缘性能及低温冲击性能良好,满足轮辐用钢的加工要求.细晶强化、固溶强化、析出强化、相变强化为主要强化机制.     

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。     

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。     

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。     

低活化铁素体/马氏体钢离子辐照后的微观结构变化

采用100keV的氢离子在450℃对两种成分的低活化铁素体/马氏体钢进行了辐照实验 同时为了对比研究低活化铁素体/马氏体钢中的合金元素在辐照过程中的行为,将Fe-10Cr合金以及纯铁一起进行了离子辐照.通过透射电子显微镜观察发现,当辐照剂量为1&#215;10^17H＋/cm2时,在低活化铁素体/马氏体钢中产生了一定数量的位错缺陷,另外,发现有大量富含合金元素Cr的点状析出物产生.     

奥氏体钢的形变诱发组织特征

马氏体是密排六方晶体结构。在层错能较低的奥氏体中易产生马氏体。相变也是重要的相变类型之一。对于目前国内外研究开发的超低温奥氏体钢来说,相变及马氏体的组织、性能等问题的研究是很重要的。但到目前为止,对于相变行为及机理仍不很清楚。显然弄清这些问题对超低温奥氏体钢的设计和应用是具有一定的价值和意义的。 作者在奥氏体钢的研究开发过程中,对形变组织特征进行了初步探讨。材料的主要成分范围;0.05％C,0～0.45％N,24％～32％Mn,7％～13％Cr。材料经真空熔炼、锻造后进行热处理,然后加工成拉伸试样和冲击试样。利用光学显微镜、电子探针扫瞄仪观察     

28CrMnMoV钢过冷奥氏体连续冷却转变

利用Gleeble-3500热模拟机测量28CrMnMoV钢以不同速度连续冷却时的膨胀曲线,结合差热分析法和金相-硬度法,确定临界点及相变温度点,绘制并分析和应用过冷奥氏体的连续冷却曲线(CCT图),研究实验钢连续冷却时的奥氏体转变.研究结果表明:实验钢过冷奥氏体在高温区可能发生铁素体转变和珠光体转变,中温区可能发生贝氏体转变,低温区可能发生马氏体转变;当冷却速度为0.05～0.5℃/s时,转变产物为多边形铁素体、珠光体和少量贝氏体的混合组织;在1～5℃/s的冷却速度范围内,转变产物为贝氏体;当冷却速度大于5℃/s时,转变产物为马氏体;合金元素Cr,Mo,V有抑制奥氏体扩散分解的作用,以低于1℃/s的速度冷却才会有先共析铁素体和珠光体;锰质量分数较高对贝氏体转变有明显的促进作用,在0.05～10℃/s的较宽速度范围内连续冷却会发生贝氏体转变.根据测得的CCT图指导28CrMnMoV钢的分级控冷工艺,可在减小钢管淬火应力的同时,为V150油套管的高强韧性提供组织保障.     

冷却速度对5Ni钢组织和相变温度的影响

应用Formastor-FⅡ相变膨胀仪测定并研究了5Ni钢的静态CCT曲线,测定了相变临界点A c1与A c3,为制定热处理工艺提供依据.通过万能硬度计及OM,SEM和EPMA分析了冷却速度对5Ni钢硬度、显微组织及微观成分偏析的影响.结果表明:随着冷却速度的增大,试样显微组织由多边形铁素体和珠光体变成贝氏体和马氏体.从CCT曲线上可以看出,淬火热处理时为了避免铁素体和贝氏体相变,临界冷却速度要大于20℃/s;在不同冷速下,Ni元素都存在偏析,这有助于回火时产生逆转奥氏体,进而改善5Ni钢的韧性.     

马氏体—铁素体组织的耐磨料磨损性

本文研究了45钢和50CrVA钢马氏体—铁素体混合组织的耐磨料磨损性,试验通过亚温淬火低温回火获得硬度相同,但马氏体和铁素体体积比不同的混合组织,进而在ML—10型肖盘式磨损试验机和SKODA—SAV IN快速磨损试验机上研究了铁素体相对量对耐磨料磨损性的影响。研究结果表明,在硬质回火马氏体基体上均匀分布着适量(10～20％)细小条粒状软韧相铁素体对耐磨料磨损性是有益的。但软韧相铁素体过多或无软韧相铁素体存在时都使耐磨料磨损性降低。     

冷却速度对5Ni钢组织和相变温度的影响

应用Formastor-FⅡ相变膨胀仪测定并研究了5Ni钢的静态CCT曲线,测定了相变临界点Ac1与Ac3,为制定热处理工艺提供依据.通过万能硬度计及OM,SEM和EPMA分析了冷却速度对5Ni钢硬度、显微组织及微观成分偏析的影响.结果表明:随着冷却速度的增大,试样显微组织由多边形铁素体和珠光体变成贝氏体和马氏体.从CCT曲线上可以看出,淬火热处理时为了避免铁素体和贝氏体相变,临界冷却速度要大于20℃/s;在不同冷速下,Ni元素都存在偏析,这有助于回火时产生逆转奥氏体,进而改善5Ni钢的韧性.     

热轧态与回火态 AH80 DB 低碳贝氏体钢组织与冲击韧性

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对热轧态和回火态AH80DB低碳贝氏体钢的显微组织、马氏体/奥氏体( M/A)岛、第二相的析出行为以及晶界取向差、有效晶粒尺寸进行研究,揭示回火后低碳贝氏体钢冲击韧性得到改善的原因.结果表明：两种试样的组织均由板条状贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体组成,其中回火态试样中针状铁素体组织较多.热轧态钢中存在较大尺寸M/A岛且呈方向性分布,大角度晶界比例占17.33%,有效晶粒尺寸为3.57μm;而回火态钢中M/A岛的尺寸较小,大角度晶界比例增加3.43%,有效晶粒尺寸减小0.56μm.热轧态钢中析出相主要是( Nb,Ti) C,尺寸在50~150 nm之间,回火态试样中析出较多细小的球状( Nb,Ti) C析出相,尺寸在10 nm左右.     

超快冷对含Nb钢相变行为的影响

为揭示超快冷对含Nb钢相变行为的影响机制,利用MMS-300热/力模拟试验机研究超快冷+层流冷却条件下含Nb钢的相变行为。研究结果表明:实验钢于680℃处于铁素体相变区;当冷却速度大于20℃/s时,实验钢于600℃处于针状铁素体和贝氏体相变区。实验钢变形后冷却至铁素体相区后,随着保温时间的延长,铁素体含量逐渐增加;当保温时间超过76.5 s时,超快冷工艺下的铁素体含量高于层流冷却工艺下的铁素体含量。当前段冷却速度达到30℃/s时,组织中出现硬相组织,继续增大冷却速度,对最终相变组织影响不大。     

表面激光快速相变的硬化层特征

本文通过光镜、电镜及俄歇谱仪分析,表明四种钢铁材料的激光硬化层到基体存在一个深台阶的急剧过渡,硬度落差高达HV400～600,这是陡峭温度场分布的直接结果。硬化层的第二个特征是碳的局部扩散(10～30μm)。上述因素导致第三个特征,即多样化的组织分层以及相应的特征组织形貌,如球墨周围形成马氏体硬化环带、中碳钢内层出现不同碳浓度的马氏体区等。