中镍铬无限冷硬铸铁轧辊激光表面强化

本文采用在铸铁轧辊表面上激光熔化预置的合金粉末来改善铸铁轧辊的表面性能.使用金相、扫描电镜和显微硬度计对激光熔化区的显微组织和硬度进行了测试表征.结果表明,激光熔化区与基体形成了冶金结合.由于激光的快速加热和快速冷却造成熔化区的组织细化.激光处理区的硬度由于晶粒细小和强化相的存在而得到提高.经450℃×48h高温回火处理后,激光熔化区的硬度几乎不发生改变.     

激光熔覆钴基合金涂层的组织结构

利用5kWCO2连续激光器在16Mn钢表面进行激光熔覆钴基合金涂层，研究了激光覆合金涂层的显微组织形貌，相结构以及显微硬度。激光熔覆涂层可分为三个区域：熔化区（合金层）结合区及基材热影响区。合金涂层由γ-Co枝晶及其间的共晶组织组成，合金涂层的主要组成相为γ-Co和（Cr,Fe)7^C3。     

高强铝合金的激光焊接头组织及力学性能

采用CO2激光器对高强铝合金2519-T87进行焊接,研究了其激光焊接头组织和力学性能特征,并与熔化极气体保护焊(MIG)焊接头的组织和力学性能进行了对比。实验结果表明,激光焊焊缝组织细小,晶界共晶相呈短棒状均匀分布,时效后焊缝中有大量细小θ′相均匀析出,且熔合线附近没有形成等轴晶区,而熔化极气体保护焊焊缝组织晶粒粗大,晶界共晶相呈长条网络状分布,时效后焊缝中的θ′相尺寸大,数量少,且分布不均匀,熔合线附近还存在一个较宽的等轴晶区。焊后时效激光焊接头抗拉强度可达到母材的74%,并且随着焊接速度的增加,接头抗拉强度随之增加,而熔化极气体保护焊焊接头抗拉强度仅仅只有母材的61%,且激光焊接头的热影响区(HAZ)中没有明显的软化区。     

渗硼层激光熔化急冷处理

研究了45钢Fe_2B硼化层经激光熔化处理熔池深度和激光参数之间的关系及临界熔化层中的相分布,发现:(1)在给定的激光功率密度下,熔池深度H与扫描速度v有如下关系:H=K/v~(0.65);(2)熔区中某一区段出现了FeB相;(3)在硬度-距离曲线上有一硬度峰,峰高和峰位随扫描速度而异并与相分布有关.     

激光熔化沉积TC17钛合金光纤激光焊接特性

利用光纤激光对激光熔化沉积TC17钛合金与锻造TC17钛合金薄板进行了激光热导熔化焊接,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计分析了接头的组织结构及显微硬度分布。结果表明,TC17钛合金激光熔化沉积件及锻件薄壁板状试样激光焊接接头凝固组织为沿未熔母材外延定向生长的细小树枝晶组织。锻造钛合金焊缝热影响区(HAZ)大且热影响区β晶粒发生了严重的长大现象,而激光熔化沉积钛合金焊缝热影响区小且热影响区β晶粒尺寸几乎无明显变化,表现出优异的焊接热稳定性。无论锻造钛合金还是激光熔化沉积钛合金,其焊缝区显微硬度高于母材,热影响区显微硬度低于母材。     

光纤激光水下切割1mm厚304不锈钢的实验研究

在氩气辅助下,利用光纤激光水下切割1mm厚304不锈钢板。通过切缝平均宽度研究激光功率、切割速度、水层厚度、水体条件等对切割效率及切割质量的影响规律。宏观上,激光功率过低、切割速度过快、水层过厚等因素会降低激光切割效率和质量。在模拟海洋环境的盐水中进行切割试验,水的高盐度和低温大大降低了切割效率。微观上,熔化区、热影响区(HAZ)和基体的组织成分、显微硬度各异,熔化区边缘出现表面形核现象,熔化区晶胞尺寸随着激光能量密度增大而增大;热影响区组织粗大,显微硬度低于基体与熔化区硬度。熔化区边缘硬度达到242.8HV,局部氧化区域硬度高达963HV,是基体硬度的4.3倍;熔化区中部硬度为165.1HV;热影响区硬度为124.6HV,不锈钢基体硬度为223.4HV。     

激光熔化沉积Ti_2AlNb基合金的显微组织和拉伸性能

通过激光熔化沉积同步输送的Ti-22Al-25Nb合金粉末,在TA15钛合金基板上制备出Ti2AlNb基合金薄壁试样,分析了沉积态和热处理态Ti2AlNb基合金的微观组织、相组成,测试了沿沉积扫描方向热处理态材料在室温25℃和高温750℃下的拉伸性能。结果表明,激光熔化沉积Ti2AlNb基合金组织致密,沉积态和热处理态均由B2,α2和O相组成,热处理状态下,激光熔化沉积Ti2AlNb基合金室温和750℃下抗拉强度分别为1012 MPa和702MPa,延伸率分别为1.8%和2.2%。     

激光选区熔化成形Ti-5%TiN复合材料在Hank溶液中的电化学腐蚀性能

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了激光选区熔化成形CP-Ti和Ti-5%TiN复合材料在人工模拟体液Hank溶液中的腐蚀性能,结果表明:激光选区熔化成形CP-Ti主要由针状α-Ti相组成,加入的TiN颗粒不仅可以与钛基体形成良好的界面结合,还可以细化α-Ti晶粒并产生更多的晶界;在Hank溶液中,激光选区熔化成形Ti-5%TiN复合材料具有比激光选区熔化成形CP-Ti更好的耐腐蚀性能,这是因为作为微阴极的TiN颗粒均匀地分布在钛基体内,可以加速钛基体的阳极溶解过程,使Ti-5%TiN复合材料能够优先进入钝化状态。     

激光快速熔疑40Cr钢表面硬度与残余应力研究

研究40Cr在激光单道熔凝和叠道熔凝下材料表面显微组织分布特征,表面硬度分布规律和残余应力状态,结果显示单道激光熔凝的强化层组织由表层熔化区、亚表层相变硬化区及与基体相连的高温回火区组成,最大残余应力为拉应力,出现在熔凝带中心,在熔化带边缘为压应力,在热影响区为拉应力:叠道激光熔凝试件表面显微组织和硬度分布的差异在回火软化区和二次淬硬区。。叠道扫描的残余应力要比单道激光熔凝的小,新的熔凝带对前道熔凝带施加了应力并产生了韧化作用。     

SiCp/6061Al复合材料激光表面熔化及合金化显微组织与耐蚀性

为提高颗粒增强铝基复合材料耐蚀性，对ＳｉＣｐ／６０６１Ａｌ复合材料进行激光表面熔化和激光表面合金化。结果表明：激光表面熔化后，因熔化层中形成大量耐蚀性低的针状Ａｌ_４Ｃ_３相及Ａｌ_４ＳｉＣ相而使激光表面熔化层耐蚀性降低，以Ｎｉ－Ｃｒ－Ｂ粉末为原料对ＳｉＣｐ／６０６１Ａｌ复合材料进行激光表面合金化后，合金层耐蚀性明显提高。     

飞秒激光加工对熔覆层侧壁粗糙度的影响

针对熔覆成型件表面粗糙的难题,提出了在成形过程中对熔覆层侧壁进行飞秒激光精密加工的方法,重点研究了精密加工过程中飞秒激光的能量密度、能量分布、光斑重叠率对熔覆层侧壁粗糙度的影响规律,结果表明:当焦平面处飞秒激光的能量为高斯分布,加工得到的熔覆层侧壁表面粗糙度Ra 3 m时,激光能量密度介于0.12~0.34 J/cm2之间;当能量为平顶分布并且加工后熔覆层侧壁表面粗糙度Ra 3 m时,最佳能量密度范围为0.13~0.66 J/cm2;同等参数条件下,平顶能量分布激光加工得到覆层侧壁粗糙度小于能量高斯分布时的粗糙度数值。熔覆层侧壁粗糙度随光斑重叠率的增加先减小后增大,实验获得的最佳重叠率范围为78%~85%。     

Inconel 738激光熔覆层的裂纹控制方法

针对镍基高温合金激光熔覆过程中覆层极易产生裂纹的问题,在高温合金K438基体上激光熔覆Inconel 738合金粉,研究了熔覆层的开裂机理以及裂纹控制方法。裂纹由靠近基体端的过渡层产生并扩展到熔覆层,具有典型的沿晶特征,裂纹的形成主要与熔覆层中的热输入和低熔共晶相有关。从减少激光熔覆层中的低熔共晶相出发,通过优化激光熔覆工艺参数、添加适量Y2O3以及对基体进行同步冷却,可在一定程度上减少甚至避免熔覆层裂纹的产生。     

球墨铸铁表面激光熔覆钴基合金涂层的研究

为了研究在球墨铸铁QT600-3基体上熔覆钴基合金,采用6kW CO2激光器进行激光熔覆,用扫描电镜对激光熔覆层进行形貌观察,分析裂纹及气孔的形成原因,取得在球墨铸铁基体上熔覆钴基合金的最佳工艺参数。结果表明,球墨铸铁基体与熔覆层能形成良好的冶金结合,但熔覆功率过高使得熔覆层开裂倾向增大,过渡区及热影响区的球状石墨由原来的“牛眼状”变为单独的石墨球,石墨球外围的环状铁素体出现消溶。     

Fused single mode fibre access couplers

Single mode fibre access couplers have been fabricated by chemically etching most of the glass cladding material surrounding the fibre core, and thermally fusing the fibres together in the etched region. The resulting couplers have low loss and are both durable and insensitive to ambient temperature variations.     

激光熔覆热损伤磁记忆检测试验研究

对Q235基体材料激光熔覆Ni基合金试件进行磁记忆信号检测,探讨金属磁记忆技术检测激光熔覆热损伤的可行性,研究不同激光熔覆参数造成的热损伤对磁记忆信号的影响规律以及激光熔覆参数对热损伤程度的影响规律。结果表明金属磁记忆技术可有效检测激光熔覆热损伤,利用磁记忆信号均值梯度曲线的突变位置可以标明热损伤位置,采用熔覆区域均值梯度突变峰值和所有检测点均值梯度平均值的比值对热损伤程度进行定量评估。热损伤程度定量评估结果表明激光功率增加、光斑直径减小、扫描速度降低,都会使激光熔覆热损伤程度增加。     

电磁搅拌辅助激光熔覆硬质合金的研究

在多元复合硬质合金的激光熔覆过程中,熔池中各组分元素密度不一致及其它物性差别使激光熔覆层出现硬质分布不均匀和粗大是形成覆层中裂纹缺陷的主要原因。针对此,研究设计了一台适用于激光熔覆的电磁搅拌器,并初步开展了电磁搅拌辅助激光熔覆硬质合金的工艺研究。结果表明,电磁搅拌不仅对熔覆层的宏观形貌还是微观组织都有影响,电磁搅拌能细化熔覆层中的WC组织,并使其分布均匀化,同时电磁搅拌能明显细化熔覆层过渡区中的树枝晶组织。     

激光模式对激光熔覆层质量的影响

分别采用多模和低阶模的CO2激光束研究了激光模式对于Fe基合金激光熔覆层质量的影响.结果表明,相对于低阶模激光熔覆而言,多模激光熔覆层各个区域的外形较为平整,尤其是熔合区更为明显,激光模式不同对熔覆层的微观组织和硬度也有一定影响.     

激光熔覆石化阀门密封面熔覆层裂纹控制的研究

采用5kW横流CWCO2激光器,对不同基体材料的石化高参数阀门密封面进行激光熔覆,所用合金粉末为CoCrWB与NiCrFeBSi合金粉末。在研究解决了厚层单道熔覆裂纹问题基础上,得到了厚2mm～3.5mm,表面平整、无质量缺陷的激光熔覆层。结合激光熔覆阀门零件的试验研究,分析探讨了影响熔覆层,特别是厚层熔覆层裂纹形成的各种因素及其综合影响,提出了关于建立判断熔覆层裂纹形成的应力判据模型的思路。     

激光熔覆修复技术参数模拟优化分析

为提升激光熔覆修复技术的性能,提出激光熔覆修复技术参数模拟优化方法。通过分析激光熔覆技术工作原理及类型,确定激光熔覆修复技术参数。确定激光熔覆修复技术参数,引入BP神经网络方法,构建熔覆层形貌和激光熔覆修复参数之间的模型预测。采用粒子群优化算法,优化构建的激光熔覆修复参数预测模型,实现激光熔覆修复技术参数模拟优化。仿真结果表明:采用本方法对激光熔覆修复技术参数进行优化后,激光熔覆修复的效果较为理想,明显提高了激光熔覆修复技术的工作效率。     

K418合金激光熔覆Ni-Cr-Ti-Al涂层的组织研究

采用机械球磨法获得混合均匀的Ni-Cr-Ti-Al熔覆材料;并利用CO2激光器在K418镍基高温合金表面制备了不同化学成分的Ni-Cr-Ti-Al涂层;采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)等手段探讨了不同成分涂层与基体合金的结合情况。分析比较了Ni,Ti和Al含量对熔覆涂层的组织特征的影响。结果表明,在熔覆过程中,Ti,Al合金元素与Ni相互作用将形成Ni2TiAl,Ni3(Al,Ti),Ni3Ti和NiAl金属间化合物相;Ni-Cr-Ti-Al熔覆涂层以Ni3(Al,Ti)相形成的枝晶组织为主,Ni2TiAl,Ni3Ti及NiAl相分布在Ni3(Al,Ti)枝晶间;其中,Ni66.11Cr7.35Ti14.39Al12.15熔覆涂层形成了TiAl合金与K418合金之间成分和性能的良好过渡,为实现TiAl合金/K418合金异种合金间的扩散连接提供了良好的组织基础。