高频微振条件下激光焊接组织研究

为了研究振动工艺在激光焊接方面的应用,选用工业纯铁为研究对象,进行不同激光焊接参数与振动频率下的高频微振光纤激光焊接,达到优化接头成形,提高焊接质量的目的。利用超景深显微镜观察焊接接头宏观形貌,利用扫描电镜分析接头微观组织,利用显微硬度计测量焊接接头显微硬度分布。结果表明:在高频微振激光焊接中,施加振动可增加焊接接头熔深。焊缝晶粒细化,表现为振动频率越快,晶粒越细小。振动加速度可以作为振幅的替代参量;当振动频率与材料本身固有振动频率相近时,振动加速度越大,晶粒细化作用不明显。当激光功率为3 000 W、离焦量为-10 mm、焊接速度为1.2 m/min、振动频率为118 Hz、振动加速度为36.1 m/s~2时,焊接接头的整体平均显微硬度由无振动条件下的273.3 HV降低到244.6 HV,且组织晶粒细化最明显。     

普通碳钢中的钒

研究在普通碳钢中加入微量的钒细化合金晶粒，改变其显微组织；并通过热处理淬火工艺提高其硬度和耐磨性能，达到理想的使用效果和降低成本之目的。     

2种冷速真空吸铸Ti-48Al合金的组织性能研究

利用磁悬浮感应熔炼和真空吸铸技术对Ti-48Al合金进行普通吸铸和快冷吸铸。利用维氏硬度计进行显微硬度测试,采用光学显微镜和扫描电镜进行晶粒尺寸和微观组织观察。结果表明,2种吸铸方式制备的Ti-48Al合金微观组织区别在于晶粒尺寸的大小,快冷吸铸Ti-48Al合金晶粒明显细化,晶粒尺寸为普通吸铸合金的1/10～1/2;相比普通吸铸,快冷吸铸Ti-48Al合金晶粒生长具有更强的择优取向,主要沿(111)‖(0002)α2晶向择优生长;快冷吸铸显微硬度为483.73HV,比普通吸铸Ti-48Al合金(显微硬度为260.49HV)提高了85.7%;而且快冷吸铸Ti-48Al合金由于晶粒细化还显著增强了Ti-48Al合金的室温塑性。     

高频微锻造对45钢激光淬火层表面性能的影响

本文利用超声频微锻造机构对45钢激光淬火层表面进行了微锻造处理。利用OM、SEM观察了微锻造对45钢激光淬火层表面组织的影响;利用显微硬度计与洛氏硬度计研究了微锻造后45钢激光淬火层表面显微硬度,硬化深度方向的显微硬度。结果表明:高频微锻造处理后,45钢激光淬火形成的明显而规则马氏体组织被锻碎,表面晶粒明显细化。表面显微硬度提高了11.4%,激光淬火强化区深度方向的显微硬度影响深度为0.2 mm,其中0.1 mm处硬度提高了10.0%,0.2 mm处提高了4.5%。     

正火温度对钢轨窄间隙自动电弧焊焊接接头硬度和组织的影响

采用自动电弧焊焊接得到了PD3钢轨的窄间隙焊接接头,对其进行了温度为800～975℃的模拟正火处理,通过显微组织观察和显微硬度测试,研究了正火温度对接头硬度和组织的影响.结果表明:焊后未经热处理的接头焊缝组织为晶粒粗大的下贝氏体,熔合区附近晶粒更加粗大,并有一定量的残余奥氏体;随着正火温度的升高,焊缝组织得到细化,马氏...     

激光重熔45钢工艺研究

为提高45钢的综合力学性能,利用CO2激光器对其表面进行激光熔凝处理,分析了熔凝层的微观组织和显微硬度。结果表明,熔凝层质量优良,晶粒较基体明显细化,显微硬度较基体显著提高,平均硬度为700HV,最高达750HV,约是基体硬度的3倍。     

不锈钢激光熔凝工艺研究

以1Cr18Ni9Ti不锈钢为基体,采用激光熔凝技术对其表面进行单道扫描,研究不同激光工艺参数下熔凝层微观组织和显微硬度的变化。结果表明:激光熔凝层晶粒细小,显微硬度较基体硬度有所提高,最高硬度达288HV。可以推断采用激光熔凝技术,能够提高减速板的硬度,改善其耐磨性能。     

高压扭转对铜粉锥形件温压成形的改善

以薄壁锥形件为研究对象,在300℃下将高压扭转工艺应用于铜粉锥形件成形,研究其致密性、显微组织和显微硬度规律,并与相同条件下成形的温压锥形件进行比较。结果表明：温压扭锥形件的相对密度达到0.9605,比温压锥形件提高了5.06%;高压扭转工艺对锥形件的晶粒细化程度在52%～66%之间,明显高于压制工艺的36%;温压扭锥形件口部、中部和锥部的平均显微硬度较温压锥形件分别提高了223%、9%和6%;温压锥形件显微硬度分布规律为中部最高,口部最低,且同一位置内壁高于外壁;温压扭锥形件的显微硬度分布为从锥部到口部逐渐升高,其锥部的显微硬度分布规律与温压锥形件一致,口部和中部的显微硬度分布规律则与温压锥形件刚好相反。     

TiB_2和Cu对过共晶Al-18Si合金切削性能的影响

研究细化剂TiB_2和金属元素Cu对过共晶Al-18Si合金显微硬度、切削力、断屑性能的影响,并进一步探究背吃刀量、进给量、切削速度对过共晶Al-18Si合金切削力影响的显著性。试验结果表明,细化剂TiB_2能够提高过共晶Al-18Si合金基体的显微硬度,提高合金的断屑性能,减小合金的切削力。金属元素Cu虽然能够提高合金的断屑性能,减小合金的切削力,但却降低了合金细化晶粒后的显微硬度。背吃刀量、进给量、切削速度对过共晶Al-18Si合金的切削力的影响均不显著。     

双辊连铸AZ61镁合金薄带坯的工艺与显微组织

采用规格为φ250 mm x 150 mm的立式双辊连铸系统制备了3～4 mm厚、150 mm宽的AZ61镁合金薄带坯;研究了水口形状和浇铸温度等连铸工艺参数对薄带坯显微组织和表面质量的影响.结果表明:采用B型水口制备的AZ61薄带坯的表面裂纹较少,表面质量较好;随着浇铸温度的降低,薄带坯表面裂纹数量增多,AZ61薄带坯的组织由先析α-Mg和过饱和α-Mg基体组成;当浇铸温度为630℃时,薄带坯的组织细小均匀;当浇铸温度介于固相线和液相线之间时,薄带坯组织中存在局部粗大的α-Mg树枝状晶.     

复层化学成分和显微组织对瓦楞辊性能的影响

研究了C、Cr、W、Mo、V和Nb等合金元素和显微组织对堆焊瓦楞辊力学性能的影响。结果表明：随共晶体种类和体积百分数的增多，堆焊层的硬度增高，但抗生降低；决定准焊层硬度的首要因素是基体组织，特别是奥氏体的数量，其次是碳化物的数量。高合金堆焊条可使瓦楞辊的齿面硬主高于60HRC，耐磨性提高4和8倍以上。     

激光功率对2A12铝合金淬火组织的影响

通过改变CO2连续激光器的功率,对2A12铝合金试样进行激光表面淬火热处理,并对淬火时效后的组织进行金相分析、显微硬度测试.研究结果表明,功率对2A12铝合金激光淬火组织的影响比较显著.由于2A12铝合金是过烧敏感性最大的硬铝合金,在激光扫描速度、保护气体流量等工艺参数一定的条件下,激光功率过大,得到的是过烧的淬火组织,晶界局部变粗,并出现共品液相球.激光淬火后,显微组织和基材相比明显细化,显微硬度也明显提高.正常淬火表面的显微硬度明显高于过烧表面的显微硬度,比过烧表面的显微硬度高9%.     

700MPa级低碳微合金钢的连续冷却相变组织及强韧性

利用Gleeble-3500型热/力模拟试验机测定了700 MPa级低碳微合金钢的连续冷却相变(CCT)曲线,分析了冷却速率对该钢连续冷却相变及显微组织的影响,研究了该钢的强韧性。结果表明:该钢CCT曲线呈现扁平状,可在较大冷速范围内获得低碳贝氏体组织;冷却速率对试验钢各相的形态、数量、分布和显微硬度均有影响;随着冷却速率的提高,显微组织中依次出现多边形铁素体(PF)、针状铁素体(AF)、粒状贝氏体(GB)和板条贝氏体(LB),且各相的显微硬度也依次增加;当冷速在10~30℃·s-1范围时,显微组织主要为板条贝氏体组织,M/A组元弥散分布于晶界上,且晶粒随着冷却速率的增加而逐渐细化;利用冷却制度控制中温转变组织类型能优化其综合力学性能。     

电磁搅拌对Cu-6%Ag合金凝固组织及硬度的影响

通过组织观察与硬度测试的方法研究了电磁搅拌对Cu-6%Ag合金凝固组织及硬度的影响。结果表明:施加电磁搅拌后,Cu-6%Ag合金的晶粒细化,初生铜枝晶变短、变粗,共晶组织细化,呈网状,铜枝晶内的银含量降低,铜枝晶的硬度由82HV升高至88HV。     

基于超声振动的激光金属堆积机理研究分析

为提高316L不锈钢材料的激光堆积层硬度,提出了激光超声堆积（LUMD)方法。该方法通过基板的超声振动来改变堆积层晶粒的生长方向和生长速度,达到细化堆积层的晶粒、提高堆积层显微硬度之目的。在理论分析的基础上,通过实验测试了相同工艺参数下堆积层晶粒的大小和硬度。实验结果显示,改变LUMD的工艺参数后,堆积层晶粒得到了细化,堆积层的硬度得到了不同程度的提高。研究表明,采用LUMD方法可使堆积层的显微硬度得到显著提高。     

旋耕刀表面激光强化工艺参数的研究

通过设计正交实验,考察了激光强化工艺参数对65Mn旋耕刀基体显微硬度的影响,通过极差分析,发现影响旋耕刀基体激光强化效果的最主要因素是扫描速度,其次是激光功率,而光斑直径影响最小,由此获得65Mn旋耕刀基体激光强化处理的最佳工艺参数为:激光功率1 400 W、扫描速度22 mm/s、光斑直径3 mm.结合基体显微组织分析,讨论了激光表面熔融强化机制.材料经激光表面熔融强化后,基体组织明显细化,并在强化区形成许多较细小高碳马氏体,导致显微硬度上升,从而提高材料的抗磨损性能.     

轧制变形量对15Cr氧化物弥散强化钢显微组织与力学性能的影响

采用热等静压工艺制备了15Cr氧化物弥散强化(15Cr-ODS)钢并对其进行轧制,研究了轧制变形量(0,30%,50%,70%)对试验钢显微组织与力学性能的影响。结果表明：轧制可以提高试验钢的密度,但变形量对密度无明显影响;随轧制变形量增加,试验钢晶粒细化,组织各向异性更加显著,析出相尺寸变大,分布密度降低;轧制后试验钢的显微硬度、室温至600℃的抗拉强度和断后伸长率均提高;随轧制变形量增加,显微硬度增加,但抗拉强度无明显变化。     

激光重熔对镍基碳化钨涂层性能的影响

为了进一步提高自熔性镍基碳化钨涂层综合性能,利用IPG光纤激光器YLR-3000激光加工系统进行重熔实验,激光重熔工艺参数为:离焦量3mm、扫描速度2mm/s、送粉电压8V和激光功率1200W,使用洛氏硬度计、蔡司高级金相显微镜和显微硬度计分析激光重熔后熔覆层硬度及组织的影响。结果表明:通过激光重熔后,熔覆层组织致密均匀,熔覆层中上部分组织晶粒细小,晶粒得到了细化,沿熔覆层与基体交界处晶粒向外延生且呈现柱状晶及等轴晶,组织性能良好,基体与熔覆层间冶金结合比较牢固;熔覆层硬度得到提高,显微硬度分布均匀并且与基体相比提高约3倍。激光重熔可以改善镍基碳化钨涂层的微观形貌,提高其机械性能。优化工艺参数:激光功率1300W、重熔功率1200W、扫描速度2mm/s、送粉电压8V。     

30CrMnSi焊接热影响区的激光表面淬火

为提高30CrMnSi钢焊接热影响区的表面硬度,试验应用YAG激光器对焊接热影响区进行激光表面淬火处理,并研究了相变层的金相组织和显微硬度特征。试验结果表明,30CrMnSi钢焊接热影响区表面淬火后可以获得晶粒细小,硬度高于基体硬度的强化层,最高硬度可达727.4 HV。     

激光熔覆30CrMnSi

为提高30CrMnSi钢的显微硬度,采用激光熔覆技术对其进行表面处理,分析了熔覆层的微观组织,测试了熔覆层的显微硬度。研究结果表明,在激光功率为450W,扫描速度为6mm/s时,可以获得比基体组织晶粒更致密细小的熔覆层,熔覆层最高硬度达1030HV,约是基体硬度的4～5倍。