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.     

磨削淬硬加工区域温度的数值模拟

磨削淬硬是利用磨削加工中产生的热——机械复合作用直接对零件表面进行热处理，使工件表面层发生马氏体相变，达到与表面热处理一样性能的一种新技术．本文利用伽辽金方法建立了磨削淬硬加工温度场的有限元模型，并采用三角形热源模型基于ANSYS有限元分析软件对其温度场进行了数值计算．基于温度场数值计算与模拟结果对磨削淬硬加工淬硬层厚度进行了预测，并与实验结果进行了对比，验证了仿真结果的合理性．     

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     

预应力淬硬磨削复合加工表层硬化试验研究

融合了预应力磨削与磨削淬硬技术原理,提出一种预应力淬硬磨削技术方法.以工件淬硬层组织形貌、分布特征、厚度、硬度等为研究对象,开展预应力淬硬磨削复合加工试验研究,并与单纯磨削淬硬试验结果对比分析.结果表明,相同加工条件下,预应力淬硬磨削加工表面在宏观上具有与磨削淬硬加工表面相同的金相组织形貌与分布,组织为亚温淬火组织.与磨削淬硬工艺相比,预应力淬硬磨削工艺对磨削热具有更强的抑制作用;预应力淬硬磨削试件的淬硬层硬度、厚度略小于磨削淬硬试件,但表面硬度可以达到常规完全淬火硬度;该研究工作可为开发预应力淬硬磨削工艺及工件表面质量控制技术提供理论与实验基础.     

预应力时效性对磨削强化表面应力的影响

为了获得不同预应力卸载时间的磨削硬化层残余应力值及马氏体含量,进行了预应力淬硬磨削实验.对预应力磨削进行仿真,得到了工件表层的温度变化情况及预应力卸载时间对表面机械热应力的影响.结合实验数据和仿真模拟,讨论了预应力时效性对相变和相变应力的影响.结果表明:在7s内,预应力具有一定的时效性;随着卸载时间的增加,晶体内部晶界伸长,马氏体含量有所增加,加工表面残余压应力增加.     

灰口铸铁汽缸套激光热处理后显微组织及耐磨性的试验研究

本文研究了内燃机汽缸套激光硬化层的显微组织。并进行了激光热处理汽缸套的室内快速模拟磨损试验。结果表明:激光热处理汽缸套具有良好的耐磨性和配付性。硬化带表面的熔化凝固层不损害缸套的耐磨性,也不造成活塞环过快磨损。但硬化带表面质量对汽缸套耐磨性影响显著。     

汽车曲轴圆角强化对残余应力和弯曲疲劳极限的影响

对ＬＲ６１００发动机曲轴采用圆角感应淬火工艺进行表面强化。研究了其对曲轴淬硬层，残余应力分布规律和弯曲疲劳强度的影响。采用此工艺，圆角处硬化层深度达１．５ｍｍ以上，残余压应力水平高且分布较姨，弯曲疲劳强度大于２７５４Ｎ．ｍ，比未圆角强化曲轴提高８５％以上。     

激光淬火工艺参数对T10钢淬硬层深的影响

为探讨钢的激光淬火工艺参数对淬硬层深的影响 ,本文对T10钢进行了激光淬火试验。结果表明 :淬硬层深随激光功率的增大、扫描速度的降低、激光束重叠尺寸的增大而增大 ,其中扫描速度对淬硬层深的影响相对较大 ;在功率 (0 .9～ 1)kW ,扫描速度 2 0～ 30mm s ,光斑直径 3mm ,激光束重叠 1.0～ 1.5mm的工艺参数范围内 ,可获得不小于 0 .5mm的淬硬层深 ,表面硬度达HV10 95左右 ;此外还发现 ,激光淬火前用碳黑进行黑化处理 ,有可能在T10钢表层形成亚共晶组织。     

基于预应力加载的淬硬表面强化层厚度预测

为评估预应力磨削加工中,预应力参量对工件表面磨削强化层厚度的影响,对未调质45钢试件施加0~100 MPa不同预应力并进行表面磨削淬硬.在有限元软件ANSYS中用热-力顺序加载的办法模拟磨削加工淬硬过程,分析热相变和加工硬化对加工硬化层厚度的影响,探讨距切入点不同位置的加工硬化层厚度分布.硬化层厚度仿真结果与试验数据相符,误差小于6%.同时,加载预应力导致磨削表面强化层厚度出现小幅减薄(10%)的结果,证实加载预应力加剧材料组织重分布,抑制了淬火碳化物的弥散,但可能并非是利于硬化层厚度增加的因素.     

铸铁等离子束淬火区的特点

通过观察铸铁材料等离子束淬火的组织,并结合等高子束的温度分布,分析了等离子束淬火区的组织转变特点及硬度分布特点。结果表明：铸铁材料等离子束淬火时,淬硬层与基体之间基本没有过渡区,整个淬硬层的组织近乎全部为隐针马氏体,故硬度高,且硬度在整个硬化层没有明显的变化;淬硬层略有凸起,并受到来自未淬火的基体的挤压力,这对于提高硬化带的接触疲劳强度是有利的。     

渗碳硬化层性态的综合分析

通过对２０ＣｒＭｎＭｏ钢渗碳硬化层的组织结构，层内残余应力和硬度的分布以及渗碳硬化试棒的扭转性能进行系统的分析研究，经综合分析总结出２０ＣｒＭｎＭｏ钢的渗碳硬化层具有下列几个特点，即：（１）渗碳层中基本组织的主体是枣核马氏体，枣核马氏体基体由表及里一直可延伸到含碳量为０．５％的层深部位（即有效层深，ＨＶ５５０处）。（２）表面碳势为１．１％Ｃ的渗碳梗化层内，临近外表面部位的枣核马氏体中会出理显微裂纹     

机床导轨表面激光硬化处理及其耐磨性试验研究

本文利用大功率CO_2激光器对机床滑动导轨表面进行激光相变硬化处理和研究分析;并通过耐磨性试验研究,获得了相应的磨损曲线和寿命指标。同时,本文对这种表面新技术的实际应用进行了工业试验分析。     

振动研磨工艺对QAl10-4-4合金的表面组织及性能的影响

研究了振动研磨工艺对涡轮用QAl10-4-4合金组织和表面性能的影响.结果表明：振动研磨处理后,QAl10-4-4合金产生了从研磨表面至心部硬度逐渐降低的硬化层,表面硬度提高约20%;相对于未研磨处理的QAl10-4-4合金,经振动研磨处理后,合金处于表面压应力状态,表面残余应力提高约300 MPa,表面粗糙度明显降低,表面摩擦因数显著下降,耐磨性显著提高.工程实际应用结果表明：使用振动研磨工艺处理QAl10-4-4合金蜗轮提高整机的传动效率超过20%.振动研磨后,材料表面综合性能的提高与表层组织细化有直接关系.     

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。     

反向精切法对调整已加工表面残余应力的研究

本文根据加工硬化总伴随残余应力同时出现的原理,对反向精切法调整已加工表面残余应力进行了研究。试验结果表明:当采用适当的切削厚度(?)反向精切能获得残余压应力并同时获得硬化程度和粗糙度相对较低的表面。反向精切法适用于要求加工硬化程度较低,表面耐磨性要求较高和低残余应力的加工。这种方法具有使用简便和经济的优点.     

磁性法分析束状贝氏体基体渗碳钢

钢件渗层中存在的大量残留奥氏体影响着渗层硬度,而深冷处理可以减少钢中的残留奥氏体含量,针对这一问题,采用振动样品磁强计(VSM)磁性分析与直读光谱分析等相结合的方法对比分析了试验钢渗碳空冷后453K×1h低温回火(T)以及113K×30min深冷处理,并453K×1h低温回火(CT)下的组织结构状态,探究了1 203K×9h渗碳空冷的贝氏体钢的深冷处理效果。结果表明,二者的有效硬化层深度均约为1.35mm;在有效硬化层中,残留奥氏体质量分数分别约为29.8%(T)和12.6%(CT),最高硬度分别达到679HV(T)和821HV(CT);基体组织为束状贝氏体,其中残留奥氏体质量分数分别约为7.4%(T)和6.9%(CT),基体硬度均为430 HV左右。经过深冷处理,有效降低了渗层的残留奥氏体含量,使有效硬化层的最高硬度提高20%以上,可在重型钎具方面推广使用,降低材料成本,经济效益显著。     

激光表面硬化对球墨铸铁的组织与滑动磨损性能的影响

将一种铜钼球墨铸铁经正火及经633K等温淬火后，研究了激光表面硬化对它们的组织与滑员性能的影响。滑动磨损试验方法为在接触应力下与经热处理到HRC62－64的GCr15钢对磨。结果显示对于等温淬火球铁，激光硬化层中马氏体片的尺寸与基体奥氏体－贝氏体中的铁素体板条尺寸相近，认为这是一种组织遗传现象，研究结果还表明奥贝球铁的耐磨性优于珠光体球铁，而激光表面硬化可以进一步提高两种基体铸铁的磨损性能。     

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     

低温盐浴渗氮对Custom 465钢耐蚀及耐磨性的影响

为了提高Custom 465马氏体沉淀硬化不锈钢的耐磨性,分别在440、480和520℃对580℃时效后的样品进行了2 h的盐浴渗氮,使用显微硬度计、X射线衍射仪、电化学工作站、球盘式摩擦磨损仪、表面轮廓仪、扫描电镜等设备,研究渗氮温度对Custom 465钢表面物相、硬度、渗层显微形貌、耐蚀性及耐磨性的影响. 随着渗氮温度升高,耐蚀性逐渐降低,但表面硬度增加,520℃处理后表面硬度增大到1240 HV,较未处理试样的400 HV明显上升,渗层厚度达到22μm. 440℃渗氮后表面物相为氮在马氏体基体中过饱和的α'N ,点蚀电位降低约60 mV;480℃时有少量CrN相析出,引起点蚀电位降低约180 mV,同时磨损体积下降约43%;520℃时CrN相的含量明显升高,自腐蚀电位降低约70 mV,无明显的稳态钝化区,磨损体积降低82%,减磨效果明显.