激光处理钢疲劳寿命的函数表达

通过实验和数学统计的方法研究了激光表面处理后的40 Cr 钢的疲劳寿命,得到了扫描搭接比、辐照时间、和功率密度在激光加热过程中取不同值时对工件疲劳寿命影响的函数表达式:T=1.982-0.471 x_1 1.641 x_1x_2 1.389x_1x_3 2.409 x_2x_3 1.93 x_1~2     

激光冲击参数对残余应力场影响的三维数值模拟

数值模拟是预测激光冲击残余应力场、研究激光冲击参数对残余应力场影响的一种有效方法。采用显式动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA对激光冲击处理(LSP)40Cr钢残余应力场进行三维数值模拟;建立了激光冲击处理40Cr钢残余应力场有限元分析(FEA)模型,实现了激光冲击处理40Cr钢残余应力场的数值模拟;模拟研究了激光功率密度、激光脉冲持续时间、激光光斑尺寸对40Cr钢残余应力场的影响。数值模拟结果表明,残余应力模拟值与实测值之间有着较好的一致性;在激光脉冲持续时间一定的条件下,要想获得最大的表面残余压应力,存在一个最佳的激光功率密度;在激光功率密度一定并且脉宽大于45ns的情况下,表面残余压应力随激光脉冲持续时间的增加而减小;在激光功率密度、激光脉冲持续时间一定的条件下,表面残余压应力随光斑直径增大而增大。     

40Cr钢表面激光复合强化机理研究

利用NEL2500A轴向快速流动CO3激光器对40Cr钢进行了激光淬火处理，又利用Nd：YAG激光器对40Cr钢的淬火马氏体强化区进行了激光冲击强化处理，选用K9玻璃为约束层。处理结果表明，40Cr钢的复合强化处理区与激光淬火强化处理区相比，马氏体区表面发生了超塑性形变，马氏体发生了细化和碎化，位错密度大大增高，各项机械性能都得到了大幅提高，其中，硬度提高了10．9％，耐磨性提高了100%，尤其是材料内部残余应力全部变成了残余压应力，表面最大残余应力达到-372MPa。     

激光辐照40~#Cr钢的腐蚀电化学特性与腐蚀疲劳性能的研究

用对比的方法研究了不同激光辐照工艺对40~#Cr钢耐蚀性和腐蚀疲劳性能的影响。结果表明,激光相变硬化处理的耐蚀性优于激光表面重熔处理的试样的耐蚀性。经激光表面辐照处理后,其腐蚀疲劳寿命也显著提高。结合光镜和SEM分析了材料的耐蚀机理和腐蚀疲劳断裂的特征与机制。     

4Cr5MoVlSi钢表面激光快速熔凝的研究

研究了4Cr5MoVISi钢表面激光快速熔凝后的显微组织和热疲劳性能。结果指出,表面激光熔凝组织对热疲劳裂纹的萌生和扩展有明显的抑制作用。     

Cr12激光表面熔凝处理的组织和性能研究

采用CO2 连续波工业激光器在Cr1 2钢表面进行了激光处理试验 ,利用光学显微镜、电子显微镜观察了激光熔凝处理后Cr1 2钢的组织 ,并比较了激光处理前后的耐磨性。结果表明 ,激光熔凝后获得超细化的枝晶组织 ,其组织为树枝状初晶A′和树枝间层片状共晶 (A′ +(Cr、Fe) 7C3 )。组织细化 ,奥氏体应力应变诱发马氏体转变 ,磨损中大量位错团的产生是激光处理后Cr1 2钢耐磨性提高的原因。     

高速主轴用40Cr钢激光热处理及磨损试验研究

40Cr钢足一种丰轴常用调质钢,具有较高的强、韧、塑性配合,但其硬度与耐磨性能并不理想.本文以激光热处理工艺来提高40Cr的硬度与耐磨性,以常规热处理后的40Cr钢和进行激光热处理的40Cr钢制成两组试样进行比较试验,经过金相分析,硬度测量,摩擦磨损试验研究,得出40Cr激光热处理试样有四个不同的层,每层有小同的组织结构、层深与硬度.最硬层不再表层而在次表层,最硬层硬度约为原始基体硬度的3.48倍,约为主轴常调质试件硬度的2.04倍.40Cr激光热处理试样比40Cr常规热处理试样的磨痕较浅、耐磨性提高,且最表面硬度低于最硬层,精磨80μm以上即可达到最硬层,可为主轴局部激光热处理与加工提供实验依据.     

激光淬火和加碳熔凝处理对40Cr钢耐磨性的影响

对40Cr分别进行激光表面淬火(相变硬化)和加碳熔凝(白口铁化)处理,加碳熔凝是通过预覆碳层进行的,分析检测了处理后的试样的显微组织、硬度和耐磨性,并将其与普通淬火态试样进行比较.结果表明:(1)激光淬火试样在两种不同磨损条件下均具有比普通淬火更好的耐磨性.(2)经激光表面加碳熔凝处理后,40Cr钢表面可获得抗磨粒磨损能力较高的白口铁薄层(厚约0.1 mm),但白口铁层中存在的残余拉应力以及白口铁层/相变硬化区之间存在的较多的残余奥氏体将使钢的耐磨性在一定程度上受到削弱.(PE11)     

钢的激光表面处理对疲劳性能的影响

本文探讨用激光处理45钢缺口圆柱试样,以提高疲劳强度和寿命。通过对比实验,得到处理后试样的疲劳寿命是未处理的4.3—9.1倍;45钢的疲劳极限分别提高55％和74％。给出了疲劳寿命倍增值 n 与应力水平 s 的关系式。对激光处理试样作了微观分析。     

激光淬火工艺参数对40Cr钢淬硬层深的影响

用5kWCWCO2激光器对40Cr钢进行了激光淬火试验,探讨激光工艺参数对淬硬层深的影响。结果表明,激光功率增大、扫描速度降低、激光束重叠尺寸增大,则淬硬层深增大,且扫描速度比激光功率的影响更大。40Cr钢在功率1000～1200W,扫描速度15～30mm/s,激光束重叠尺寸1.0～1.5mm的工艺条件下淬火,可获得不小于0.35mm的平均淬硬层深。     

高速主轴用40Cr钢的激光相变硬化工艺

40Cr钢是一种主轴常用调质钢,具有较高的强度、韧性和塑性.调制后的主轴其硬度与耐磨性能不太理想,高速下容易在轴颈处磨损,影响主轴工作精度.采用不同的激光相变硬化工艺对正火态40Cr进行表面处理,找出适合高速主轴激光相变硬化方法,提高材料的硬度、耐磨性和抗疲劳性.经过不同工艺处理后的试样分析,得出了以激光功率1600 W,光斑直径7 mm,扫描速度15 mm/s的工艺硬度、层深等相对其他试样来说最为理想,并着重对该工艺下各层金相组织进行了研究,测量了'层深与硬度.结果表明该工艺下试件表面硬度较低,适合高速主轴的加工与磨削,次表层硬度最高为40Cr主轴常规调质试件硬度的2.04倍,且耐磨性较好.     

45钢表面激光熔覆Fe901合金的摩擦磨损性能

在45钢表面制备了Fe901激光熔覆层,检测了熔覆层的组织、物相与硬度,采用干摩擦方式对激光熔覆层与45钢试样进行了摩擦磨损实验。结果表明:熔覆层组织均匀致密,组成相主要为马氏体和少量CrFeB、Cr7C3金属间化物;熔覆层的平均硬度为718 HV,显著高于基体的硬度(269 HV);45钢的磨损机制主要为磨粒磨损、疲劳剥落和氧化磨损,熔覆层的磨损机制主要为磨粒磨损;当加载载荷为10,20,30 N时,在干摩擦条件下,激光熔覆层的摩擦因数比45钢低,相对耐磨性分别为45钢的4、18、20倍,表明激光熔覆Fe901合金显著提高了45钢的耐磨性能。     

激光熔覆处理对2Cr13钢腐蚀疲劳寿命的影响

测定了２Ｃｒ１３钢及其激光熔覆试样在３．５％ＮａＣｌ（ＰＨ＝７）水溶液中频率为５０Ｈｚ时的腐蚀疲劳寿命曲线，研究了其腐蚀疲劳断裂行为特征。结果表明，激光熔覆试样的腐蚀疲劳裂纹起源于２Ｃｒ１３钢基材表面蚀坑。由于激光合金层抑制了腐蚀疲劳裂纹的萌生，使其腐蚀疲劳寿命明显高于２Ｃｒ１３钢。该结果为激光熔覆技术的应用开辟了新的道路。     

激光冲击提高45钢疲劳寿命的研究

激光冲击45钢的表面硬度提高了大约32％，硬化层深度约为100μm，在离表层大约30～40μm处硬度达到最大，平均疲劳寿命提高了60％左右，在置信度为95％时，激光冲击强化试件的中值疲劳寿命是未冲击试件的1.11～2.133倍。     

激光冲击处理1Cr11Ni2W2MoV不锈钢

对1Cr11Ni2W2MoV马氏体不锈钢进行了激光冲击处理(LSP)的基础性研究。激光器最大输出能量为50J,激光功率密度3.7～7.5GW/cm2。吸收层和约束层分别选取Al箔和均匀流水层,激光束采用倾斜入射方式,实验对单光斑试样、搭接光斑试样、疲劳试样分别进行冲击。通过表面形貌、显微硬度和残余应力等检测,验证了激光功率密度对冲击区性能的影响。三组疲劳试件进行对比表明,先冲击后打孔试件的疲劳性能最好,其表面高幅值的残余压应力层能很好地抑制疲劳裂纹的萌生和延长裂纹扩展的速率。实验证明激光冲击处理可以有效提高马氏体不锈钢的疲劳性能。     

对三种模具钢激光表面热处理的实验研究

研究了三种模具钢 ( 3Cr2W8、Cr12、T8A钢 )在激光热处理和交叠处理下材料表面显微组织的分布特征和表面硬度分布 ,激光表面热处理后硬化表面由过渡区和相变硬化区组成。加工后的硬度三种模具钢各有不同 ;激光交叠处理后的差异表现在回火软化区 ,硬度的下降幅度也不相同 ,并分析了产生上述现象的原因。这些技术在实际中已经得到应用 ,对实际生产有一定的指导意义。     

渗碳淬火零件表面激光熔凝后的组织特性研究

采用3000W CO2激光器对12Cr2Ni4A钢渗碳淬火表面进行了激光熔凝处理.设计了激光熔凝处理的工艺参数,获得了表面光洁、成形良好的硬化层.研究了渗碳淬火层经激光熔凝处理后的组织特性与显微硬度分布.结果表明,预置TH-1型增强激光吸收涂料的激光熔凝处理能够显著的改善组织,显微硬度可达HV0.21100.研究还发现,激光熔凝处理后的零件表层与内部没有任何裂纹出现.研究结果为激光表面处理修复或强化渗碳淬火零件提供了基础资料.     

40Cr钢搭接激光淬火组织研究

利用扫描电镜和x射线衍射仪，对40Cr钢进行搭接淬火，结果表明，激光硬化表面是由交替的淬火组织（包括二次淬火组织）和回火组织组成。     

激光表面重熔对LY12CZ性能的影响

通过控制CO2连续激光器的有关工艺参数,对LY12CZ铝合金进行了激光表面重熔,并对重熔后的试样进行了疲劳实验、疲劳断口分析、金相分析及显微硬度测试.研究结果表明,LY12CZ铝合金经过激光重熔后,疲劳寿命与未经激光处理试样相比无显著差异,疲劳断口显示疲劳裂纹源区出现在重熔区的表层,疲劳裂纹沿着柱状晶的晶界扩展,在基材处瞬断.激光重熔后表层金相组织明显细化,使得材料表层的显微硬度比基体硬度提高了40%.     

激光冲击强化处理40Cr钢的实验研究

利用Nd∶YAG激光器 ,对 4 0Cr钢进行了激光冲击强化处理。激光冲击强化参数 :激光波长 1 0 6 μm ,脉冲时间为 2 3ns,功率为 16～ 2 0J,功率密度为 2 0GW /cm2 左右 ,光斑直径为 7mm。选用K9玻璃为约束层 ,外形尺寸为 19mm× 4mm ;86 1墨漆为吸光涂层 ,厚度为 0 0 2 5mm。利用HVS 10 0 0显微硬度计和X 35 0残余应力测试仪 ,对 4 0Cr钢激光冲击强化区的显微硬度和残余应力进行了测试 ,结果表明 ,4 0Cr钢经激光冲击强化后 ,强化区表面硬度提高了 30 % ,冲击强化区中心最大残余应力达 - 4 5 0MPa。此外 ,利用H 80 0透射电镜对激光冲击强化区的显微组织进行了观察和分析 ,在强化区显微组织内发现了相变马氏体、初生马氏体和高位错密度