扫描速度对共析钢等离子表面淬火硬化的影响

以层流等离子弧作为热源对共析钢进行表面淬火,通过等离子表面淬火热传导的理论分析,对等离子弧扫描速度对硬化层最大硬化深度的影响进行研究。并利用电子扫描显微镜、显微硬度计等试验手段,研究了淬火硬化层的显微组织和力学性能。结果表明:层流等离子弧扫描速度越快,淬火硬化层最大硬化深度越小。得出等离子弧扫描速度与淬火硬化层最大硬化深度之间的关系,并且与实验结果相吻合。淬火硬化层组织为板条状马氏体和针状马氏体,淬火硬化层与基体的界面组织为珠光体和隐针马氏体,基体组织为珠光体。淬火硬化层硬度由共析钢基体的350 HV提高到900～1000 HV。     

38CrMoAl钢激光淬火研究

利用连续波CO2激光束,对38CrMoAl钢进行了激光表面淬火研究,测量了淬硬层厚度和硬度分布,并对其金相组织进行了观察和分析。结果表明,38CrMoAl钢激光淬硬层的硬度可达850HV0．3,是未淬火基体的3～4倍。激光淬火层分为均匀相变区和过渡区,均匀相变区组织由均匀细化的位错马氏体(包含少量残留奥氏体)组成,过渡区为板条马氏体和未溶铁素体的混合组织。在激光功率和离焦量一定的条件下,硬化层厚度和宽度均随扫描速度增加而减小,而淬硬层硬度首先随扫描速度的增加而增加,达到一最大值时又呈下降的趋势。在离焦量48mm,功率1．8kW的条件下,38CrMoAl钢激光淬火的最佳扫描速度是20mm／s。     

45钢激光束扫描数值模拟与组织性能北大核心CSCD

利用有限元软件ANSYS对激光束扫描试样的温度场进行数值模拟,研究其温度分布规律。研究激光束扫描对试样显微组织和性能的影响,探讨激光功率和扫描速度等工艺参数对相变硬化层组织性能的影响。采用光学显微镜分析45钢激光相变硬化区的显微组织,用显微硬度计进行硬度测量。结果表明:45钢经激光束扫描后,硬化层的显微组织为针状或板条状的马氏体,组织更加均匀、细小,试样表面硬度最高可达57.5 HRC,相比调质处理提高约1倍,激光扫描区域组织沿深度方向上成梯度分布规律,从表层往深度方向依次为相变硬化区、过渡区和基体。激光工艺参数对硬化层显微组织和性能有较大的影响,相变硬化层的深度和宽度随着激光功率的增加而增加,随着扫描速度的增加而减小;硬化层的截面硬度随着激光功率和扫描速度的增加呈现先增加后减小的变化规律。     

45钢激光束扫描数值模拟与组织性能

利用有限元软件ANSYS对激光束扫描试样的温度场进行数值模拟,研究其温度分布规律。研究激光束扫描对试样显微组织和性能的影响,探讨激光功率和扫描速度等工艺参数对相变硬化层组织性能的影响。采用光学显微镜分析45钢激光相变硬化区的显微组织,用显微硬度计进行硬度测量。结果表明:45钢经激光束扫描后,硬化层的显微组织为针状或板条状的马氏体,组织更加均匀、细小,试样表面硬度最高可达57.5 HRC,相比调质处理提高约1倍,激光扫描区域组织沿深度方向上成梯度分布规律,从表层往深度方向依次为相变硬化区、过渡区和基体。激光工艺参数对硬化层显微组织和性能有较大的影响,相变硬化层的深度和宽度随着激光功率的增加而增加,随着扫描速度的增加而减小;硬化层的截面硬度随着激光功率和扫描速度的增加呈现先增加后减小的变化规律。     

扫描速度对球墨铸铁表面等离子束硬化组织和性能的影响

对不同扫描速度下球墨铸铁表面等离子束处理的组织和性能进行了分析研究.结果表明,在保持工作电流为60 A,工作电压为30 V的条件下,扫描速度从10 mm/s增加到50 mm/s,球墨铸铁表面发生了熔凝硬化;扫描速度增大,熔凝层和硬化层的深度、宽度减小,硬化层的最高硬度值增大,熔凝硬化区石墨相消失,其室温组织为细小的变态莱氏体+残余奥氏体,相变淬火区组织为针状马氏体+变态莱氏体+包围球状石墨的变态莱氏体、马氏体双壳组织;双壳组织硬度达到917.8 HV0.1,对提高耐磨性有利.     

等离子束表面处理对硼铸铁组织与性能的影响

研究了等离子束表面硬化工艺参数对硼铸铁淬硬层及其组织与性能的影响.实验结果表明:硼铸铁经等离子束淬火处理后,其硬化层的组织为隐针马氏体 残余奥氏体 片状石墨 硼化物,其显微硬度是未处理的2～3倍,且硬度分布沿硬化层深度方向很不均匀.在扫描速度不变的条件下,随电流增大,硬化层深度和宽度增加,显微硬度增大;在电流不变的条件下,随扫描速度增大,硬化层深度和宽度减小,显微硬度减小.     

Cr12MoV钢宽带激光淬火试验研究

运用宽带扫描技术对Cr12MoV钢进行激光表面淬火研究，分析了不同工艺参数对硬化层深度、宽度和显微硬度的影响及硬化层显微组织特征。结果表明，单道激光淬火宽度〉16mm，在最佳工艺下（激光功率2．6kW，扫描速度6mm／s，离焦量65mm），硬化层平均硬度达916HV0．1，是基体硬度的1．8倍。宽带激光淬火造成的组织细化和过饱和的隐晶马氏体的形成是硬度提高的主要原因。     

45钢激光淬火工艺优化及性能

利用LSSK-009型数控激光熔覆机对45钢进行激光淬火,通过正交试验方法优化了激光淬火工艺参数,研究了离焦量、电流、扫描速度等工艺参数对45钢表面硬度的影响。结果表明:影响45钢表面硬度的主要因素是离焦量,其次是电流;最佳的激光淬火工艺参数为离焦量22.5 mm、电流210 A、扫描速度300 mm/min;45钢经最佳激光淬火工艺,搭接率为44%的多道扫描激光淬火处理后,由表及里依次为完全相变硬化层、热影响区和基体,其中完全相变硬化层的组织为针状马氏体和残留奥氏体,深度为0.48 mm,宽度为1.15 mm,硬度为842 HV0.2,比45钢整体淬火提高18%,热影响区的组织由完全马氏体逐渐转变为珠光体和铁素体组织,厚度为0.1~0.2 mm,硬度从823 HV0.2到438 HV0.2呈梯度分布;相邻道与道之间的表面硬度从842 HV0.2到450 HV0.2呈梯度分布,热影响区宽度为0.3 mm。     

40Cr激光熔凝硬化组织形态及硬度研究

利用CO2轴流激光加工机对40Cr钢表面进行激光熔凝硬化处理.利用扫描电子显微镜、金相显微镜和显微硬度计研究了不同工艺下熔凝硬化层及基体的显微组织和硬度分布特征.实验表明:熔凝硬化层由熔化区、相变硬化区和热影响区组成;由表及里组织分别为极细隐晶马氏体 少量残余奥氏体、隐晶马氏体 碳化物 残余奥氏体、马氏体 回火屈氏体 铁素体.硬化层最高硬度约是基体的3倍;随着扫描速度的增加表层硬度先增加后减小,当扫描速度为2.5 m/min时,表层硬度最大,为1097.9 HK.     

30CrNi2MoVA钢激光相变硬化技术

研究了30CrNi2MoVA钢激光淬火后淬硬层微观结构特征及工艺参数对硬化层深度和硬度的影响。结果表明,激光淬火硬化层依其组织特征,分为完全淬硬层、过渡层和热影响层;硬化层深度随着激光功率的升高和扫描速度的减小而逐渐增加,表面硬度则存在一个极大值。     

扫描速度对45钢表面激光改性层组织及性能的影响

采用激光加工机对45钢表面进行不同扫描速度下的相变硬化处理,采用金相显微镜观察组织形貌,用硬度计、摩擦磨损测量仪进行力学性能测试.结果表明:改性层微观组织由表层至基体依次为相变硬化区和过渡区.相变硬化区组织为典型马氏体组织,过渡区由马氏体+半马氏体及少量原始基体组织构成.扫描速度为8 mm/s时,改性层硬度值最大(40.3 HRC),耐磨性最佳,单位面积磨损质量损失为41.62 mg/cm2.     

激光表面淬火对铬钼铸铁组织和硬度的影响

采用TH-3DC3000型激光加工系统对铬钼铸铁进行了激光表面淬火处理,研究了不同激光功率和扫描速度对铬钼铸铁显微组织、表面硬度及硬化层深度的影响。结果表明,经激光表面淬火后,铬钼铸铁的组织由硬化区、过渡区和基体3个区域组成,硬化区组织为隐晶马氏体、残留奥氏体和球状石墨,过渡区组织为隐晶马氏体、珠光体和球状石墨,基体组织为铁素体、珠光体和球状石墨。在激光表面淬火未对试件产生过热影响时,激光功率的增大和扫描速度的降低均会提升铬钼铸铁的表面硬度和硬化层深度。在5 mm×20 mm的矩形激光光斑下,确定最优的参数组合为激光功率2300 W、扫描速度0.003 m/s,采用该参数组合对铬钼铸铁进行激光淬火处理时,表面硬度为760 HV0.3,硬化层平均硬度为724 HV0.3,硬化层深度可达1.4 mm以上。     

碟片激光器激光淬火过程数值模拟与试验研究

目的 通过模拟计算得出45钢激光淬火温度场的瞬变规律和微观组织相变规律,得出马氏体的形成与转变程度,测出淬火相变硬化的层深与层宽。方法 基于COMSOL Multiphysics建立碟片激光器对45钢激光淬火过程的热力耦合模型,利用JMatpro计算45钢激光淬火过程中的物性参数变化,对模型物性参数进行修改,并以4000 W碟片激光器对45钢进行激光淬火试验,通过Axioskop 2扫描电子显微镜、Zeiss-?IGMA HD场发射电子显微镜、HXS-1000A显微硬度仪分析45钢淬火组织和相变硬化规律。结果 相同功率下,碟片激光器与传统激光器相比,激光淬火相变硬化层及热影响区明显增大,相变界限清晰,淬火影响区呈高斯分布,完全相变区组织转变效果较好,热影响过渡区沿高斯弧线近似等距分布。激光淬火层由表及里依次为完全淬火相变区、不完全淬火区和芯部基体,完全淬火区形成致密细小的针状马氏体和少量残余奥氏体,淬硬层呈高斯分布,深达1084.589 μm,最大宽度9761.989 μm,硬度达到799HV,不完全淬火区厚度为361.533 μm。结论 试验结果与模拟计算结果吻合,COMSOL可实现对激光淬火过程的有效模拟。     

40Cr激光熔凝硬化组织形态及性能研究

利用CO2轴流激光加工机对40Cr钢表面进行激光熔凝硬化处理.利用扫描电镜、显微硬度计、磨损试验机和盐雾试验机研究了不同工艺下熔凝硬化层显微组织及性能.实验表明,熔凝硬化层由熔化区、相变硬化区和热影响区组成:由表及里组织分别为极细小的马氏体 残余奥氏体、针状马氏体 碳化物 残余奥氏体、回火马氏体 残余奥氏体 铁素体十碳化物:扫描速度越小,硬化层越深;经过激光熔凝硬化处理的40Cr耐磨性以及耐蚀性都有较明显的提高.     

扫描速度对硼铸铁气缸套表面钨极氩弧硬化效果的影响

研究了钨极氩弧扫描速度对硼铸铁表面硬化效果的影响规律。结果表明：扫描速度增加,硬化层宽度、深度减小,而硬度提高,裂纹率增大；硬化层硬度沿层深的分布是从表及里由高而低,在过渡区下降缓慢；沿层宽的分布是层中心最高,向两侧逐渐降低,直至硼铸铁基体达到最低值；在保证不出现裂纹的条件下,硬化层表面的最高硬度值可达61．4HRC,硬化层最高显微硬度值可达1156．4HV0．1；硼铸铁材料采用氩弧热源淬火时,淬硬层与基体之间过渡区明显,硬化区组织为莱氏体,过渡区为马氏体、残余奥氏体和少量石墨。     

扫描速度对硼铸铁气缸套表面钨极氩弧硬化效果的影响

研究了钨极氩弧扫描速度对硼铸铁表面硬化效果的影响规律。结果表明：扫描速度增加。硬化层宽度、深度减小，而硬度提高，裂纹率增大；硬化层硬度沿层深的分布是从表及里由高而低，在过渡区下降缓慢；沿层宽的分布是层中心最高。向两侧逐渐降低，直至硼铸铁基体达到最低值；在保证不出现裂纹的条件下，硬化层表面的最高硬度值可达61．4HRC，硬化层最高显微硬度值可达1156．4HV0．1；硼铸铁材料采用氩弧热源淬火时。淬硬层与基体之间过渡区明显，硬化区组织为莱氏体，过渡区为马氏体、残余奥氏体和少量石墨。     

回火4340钢的激光相变硬化

使用1.8KW固定激光功率的CO_2激光器,用5—10mm/s的扫描速度,硬化AISI4340钢试样的表面。分析了扫描速度和合金的回火处理对硬度分布曲线和激光硬化区显微组织的影响。硬化区的显微组织主要由板条和孪生马氏体组成。也发现了自回火马氏体,它取决于扫描速度。在激光处理试样的相变区,观察到在马氏体上分布着具有奥氏体壳层的部分溶解碳化物和(或)奥氏体小岛。激光处理期间,碳化物完全溶入奥氏体所需要的时间取决于回火条件。如果合金的回火温度较低,则硬度曲线中得到的硬化区较深,相变区较窄。以奥氏体中碳的扩散距离为基础,对硬度曲线作了简单的数学估算。计算结果与相变硬化区过程中测定的硬度曲线以及观察到的显微组织是完全相符的。     

微弧等离子45钢表面淬火硬化层性能分析

运用均匀设计试验法,制定了以电弧电流、喷枪移动速度、气体流量、喷枪与工件间距为参数的淬火工艺试验方案,实现了微弧等离子45钢表面淬火强化.利用金相显微镜、电子扫描显微镜、显微硬度计、磨损试验机等试验手段,重点围绕淬火硬化层显微组织、力学性能以及硬化机理进行了较为系统的试验研究.结果表明,微弧等离子淬火热影响区小,试样冷却速度大,硬化层晶粒细小,组织致密,为板条状和针状马氏体混合组织,硬度由45钢基体的200HV0.2提高到600HV0.2左右,耐磨性提高了8.5～26.7倍.     

激光淬火处理后半高速钢的组织及性能

采用横流CO₂激光器对半高速钢5Cr5MoSiV表面进行了激光淬火试验,并对淬硬层组织及性能做了研究。结果表明,半高速钢激光淬火层主要分为4个区域：完全淬火区,不完全淬火区,过渡区和基体。完全淬火区的显微组织为马氏体+残留奥氏体+少量碳化物。淬硬层显微硬度比基体显微硬度提高了1.5倍。激光功率与扫描速率的改变对淬火后的表面硬度影响较小,但功率或扫描速率的改变会对淬硬层深度产生明显影响。     

一种多变轴径输出轴中频感应淬火工艺开发

某型号输出轴长度达538 mm,具有轴径变化较大、存在尖角等结构特点,硬化层深及金相组织不易控制。通过工艺试制发现采用分段式扫描感应淬火,合理调整加热功率及扫描速度等工艺参数,可有效改善尖角处组织,得到细针淬火马氏体组织,最终得到符合淬硬层深及金相要求的零件。