合金铸铁聚焦光束表面强化技术

采用灯幅射聚焦光束做热源对合金铸铁进行表面熔凝处理,研究了熔凝处理层的组织和性能特点及光束工艺参数对组织和性能的影响。研究表明,采用聚焦光束熔凝正理２技术可在合金铸铁表面获得一个深度为毫米级、硬度为ｍ８５０的强化层,调节功率密芳和扫描速度可有效控制强化工和宽娄输入功率为５ｋＷ,扫描速度为３．５ｍ／ｈ时,一次熔凝正理２宽度可达１２ｍｍ。经光束熔凝处理后的合金铸铁组织有分层现象,采用较低的扫描速度时,     

轧辊激光表面处理后的显微组织及性能

采用1 kW横流CO2 激光器对工业用半钢、无限冷硬铸铁及高速钢3种轧辊试样进行表面激光处理.用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪及显微维氏硬度计等对激光处理表面进行观察和测试.结果表明,3种试样的横截面组织由熔凝区、相变区、热影响区和原始组织4部分组成,激光扫描后的熔凝区硬度低而相变区的硬度高;试样经540℃×1 h回火后由于残留奥氏体转变使熔凝区的硬度有不同程度的上升,而相变区的硬度由于马氏体过饱和度的下降硬度反而下降;熔凝区内有大量的细点状FeS及MnS夹杂物;与含碳量较低的半钢和高速钢不同,无限冷硬铸铁轧辊的熔凝区内及其周围产生了热裂纹.     

ZL101合金激光熔凝强化处理

采用5 kW CO2激光器对ZL101合金表面进行激光熔凝强化,用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度计对熔凝层与铝合金基体的界面结合区的组织结构和显微硬度进行分析。结果表明,重熔后的ZL101显微组织分为熔凝区、热影响区和基体。熔凝区与基体相比,组织明显细化,共晶Si由针条状变为细小颗粒状。表面熔凝区的硬度较基体提高了20%。     

微束等离子弧熔凝处理15CrMo钢的组织和性能

利用微束等离子弧对15CrMo钢表面进行熔凝处理,研究了熔凝后各区域的组织和性能.采用光学显微镜、显微硬度仪、磨损试验机、电化学腐蚀试验等方法对各区域进行了测试分析.结果表明,经微束等离子弧熔凝处理后试样剖面由熔凝区、热影响区和基体三部分组成.15CrMo基体组织为铁素体和珠光体组织,熔凝区组织为马氏体组织,热影响区晶粒大小不一,组织不均匀.熔凝区和热影响区的显微硬度和耐磨性明显高于基体,其显微硬度值约为基体的2倍.电化学试验表明经微束等离子弧表面熔凝处理后可提高试样表面的抗腐蚀性能.     

激光熔凝处理H13钢的组织和性能

采用光学金相、SEN和XRD等方法研究了经激光熔凝处理的H13钢的显微组织，并对其性能进行了测试。结果表明，其剖面组织分为熔凝区、热影响区和基体三个部分。熔凝区组织为马氏体和残余奥氏体，合金元素基本均匀分布，晶粒超细化。与常规热处理相比，其硬度、耐磨性和回火稳定性显著提高。     

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.     

激光熔凝强化45钢的组织与性能

对45钢进行激光熔凝加工,研究了激光处理后的组织结构及显微硬度,并探讨了它的影响因素。结果表明:激光熔凝组织由表层熔凝区、完全淬火区、不完全淬火区和热影响区组成;完全淬火区的显微硬度最高。除表面熔凝区薄层外,随距表面深度的增加,该组织的显微硬度逐渐减小。     

球墨铸铁等离子束合金化高钒高速钢涂层的组织和性能研究

利用高能等离子束对球墨铸铁表面进行表面合金化高钒高速钢涂层,获得了从表至内依次为类高钒高速钢-白口铁-球铁的梯度材料。采用OM,SEM,XRD和显微硬度计对球墨铸铁改性层的组织形貌、显微硬度进行了分析。研究结果表明:等离子改性层主要分为合金层,熔凝层,热影响区和基体,其中合金区组织主要为团球、块状的MC、M7C3、Cr23C6碳化物以及马氏体和残留奥氏体;熔凝区为亚共晶白口铸铁层而热影响区出现了包围石墨球的马氏体壳组织。合金层最高硬度为HV0.2956.5,是基体的4.78倍。合金层硬度的增加主要归于硬质碳化物相的析出强化,以及合金元素的固溶强化和等离子束快速加热快速凝固导致的细晶强化。     

获得表面非晶层的高能束熔凝处理方法

综述了现代激光束和电子束表面快速熔凝处理的有关理论：对比了激光和电子束与材料表面热作用的差异及熔凝层试样制备的几种方法的优劣：论述了功率密度、扫描速度和光束处理方式对表面快速熔凝处理的影响。     

高铬铸钢激光熔凝组织与性能研究

为提高锅炉燃烧器喷嘴的表面性能,采用5kW横流CO2激光加工系统对高铬铸钢表面进行熔凝处理,并进行显微组织分析和硬度测试.研究结果表明:铸态高铬铸钢晶粒较粗大、组织不均匀,原始组织以奥氏体为基体,还存在大量网状断续共晶碳化物、莱氏体.经激光凝熔后,显微组织明显细化,其试样剖面组织分为激光熔凝区(细小奥氏体 少量细小未熔碳化物)、激光相变区(奥氏体 少量晶界碳化物)、过渡区和母材4个区域.熔凝区和相变硬化区的淬硬深度依工艺参数不同.可达0.2～0.3mm.由于形成了奥氏体组织,高铬铸钢表面硬度增加不明显,硬度最大值出现在相变硬化区.     

磨削用量对球墨铸铁QT400磨削淬硬层及其均匀性的影响

采用逆磨+顺磨的双程平面磨削方式对球墨铸铁QT400进行磨削淬硬试验,研究了磨削深度a_p和试样进给速度v_w对淬硬层及其均匀性的影响。结果表明,磨削后试样表层存在熔化、完全相变淬硬和未完全相变淬硬等3种情况,其中,熔化层组织为二次渗碳体、残留奥氏体和碳化物,完全相变淬硬层组织为针状马氏体、残留奥氏体和球状石墨,未完全淬硬层组织为针状马氏体、铁素体、残留奥氏体和球状石墨。显微硬度分布曲线中高硬度区的平均硬度值在850~950 HV0.2之间,与基体(190~230 HV0.2)相比,显微硬度提高近3倍。随着磨削深度a_p的增大或试样进给速度v_w的减小,试样表层呈现“完全未淬硬→未完全淬硬→完全淬硬→熔化”的变化规律,显微硬度分布曲线中高硬度区的范围也变宽,淬硬层的深度也增大且均匀性良好。     

氩弧硬化对硼铸铁表面组织和性能的影响

采用氩弧重熔技术在硼铸铁表面进行表面硬化改性处理,研究了钨极氩弧硬化工艺参数对硼铸铁表面组织和性能的影响.结果表明,硼铸铁表面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,过渡区组织为马氏体 残留奥氏体 少量石墨.氩弧硬化工艺参数对硬化层的深度、硬度和裂纹率影响较大,工作电流增加或扫描速度减小时,硼铸铁表面硬化层深度增加,硬度降低,裂纹率下降.在保证不出现裂纹的条件下,硬化层表面的硬度值最高可达64 HRC,硬化层显微硬度值最高可达1196 HV0.1,其耐磨性明显高于未经处理和经激光表面处理的硼铸铁.     

QT600球铁等离子弧熔凝温度场数值模拟及组织分析

采用等离子弧对QT600球铁进行了熔凝处理,利用扫描电镜、显微硬度仪对熔凝试样各区域的组织及显微硬度进行测试分析,并且在综合考虑等离子弧的挖掘作用、材料非线性、熔化潜热等对等离子弧熔凝温度场影响的基础上,采用双椭球热源建立了QT600等离子弧熔凝连续三维移动瞬态温度场有限元模型。结果表明,熔凝层显微硬度达到600～1060 HV,熔凝层组织为马氏体+渗碳体+残留奥氏体,模拟熔池最高温度达到1808℃,熔凝区模拟的形状及尺寸与实际基本吻合。     

脉冲电子束改性TCA钛合金微观组织和性能

采用低能强电流(LEHC)脉冲改性技术处理TC4钛合金表面,利用扫描电子显微(SEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电子显微(TEM)和纳米压痕分析(NI)等方法对表面改性层组织进行表征,按照不同低能强电流脉冲改性工艺下改性层的组织特征,结合纳米压痕硬度试验,分析了脉冲电子束改性晶粒的细化机制。结果表明,脉冲电子束改性试样可分为熔化相变层、热影响层和基体三个区域;熔化相变层中的晶粒细化机制是脉冲电子束改性时随着温度的快速升高,表面层发生熔化后的重新结晶以及α相在β相中的析出;晶粒细化是表层纳米压痕硬度提高的主要原因。     

电子束扫描对熔化区显微组织及性能的影响

为提高H13模具钢的使用寿命,采用热喷涂技术在H13钢表面制备Ni60A合金层,利用电子束扫描的方法处理表面合金层。研究电子束扫描处理对H13钢表面合金层及基体熔化区组织和性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和磨损试验机对H13钢电子束表面合金层及基体熔化区的显微组织、成分、硬度和耐磨性进行分析测试。结果表明：经电子束扫描后,Ni60A合金层与H13钢基体完全熔合在一起,形成冶金结合,扫描处的组织形态可以分为4个区域：即熔化区、过渡区、热影响区和基体。合金层组织由层片状组织转变为短小的枝晶和柱状晶,H13钢基体熔化区的组织可分为： 熔池上部的等轴晶区、熔池中部的柱状晶区和熔池底部的枝晶区。合金层的显微硬度值为340~380 HV0.1,比未处理前Ni60A合金层的硬度有所提高,磨损形式主要为磨粒磨损和断续的较浅的犁沟磨损,在整个磨损试验过程中磨损失重很小,耐磨性得到提高。     

HT250 铸铁表面等离子合金化 AlCoCrCuFex MnNiCx高熵合金复合涂层

目的通过等离子合金化高熵合金涂层,提高铸铁表面耐磨性。方法采用等离子合金化法,以等摩尔比的Al,Co,Cr,Cu,Mn,Ni单质金属粉在HT250铸铁表面制备高熵合金复合涂层。通过SEM,EDS,XRD等分析涂层的组织,测试涂层的显微硬度分布。结果由于铸铁基体少量熔化,基体中的Fe和C元素进入涂层,形成了厚度约为0.2 mm的Al Co Cr Cu FexMn Ni Cx高熵合金涂层。从涂层表面到基材,体系的混合熵呈高熵-中熵-低熵的梯度变化。涂层主要由高熵合金的枝晶和枝晶间渗碳体、σ相等组织构成,主要有FCC,BCC,Fe3C及σ相。涂层的显微硬度大约为350~600HV0.2,明显高于铸铁基体的硬度(200~230HV0.2)。结论通过等离子合金化可以在铸铁表面形成高熵合金+碳化物的复合涂层,提高了铸铁的显微硬度,有利于铸铁表面耐磨性的提高。     

扫描速度对镁合金激光熔凝层组织及性能的影响

采用500 W脉冲激光器以不同扫描速度在AZ91D镁合金表面进行激光熔凝,运用XRD、SEM、EDS等手段测试了熔凝层的组织、显微硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。结果表明,激光熔凝能提高镁合金的表面硬度及耐磨性,但未能提高其耐蚀性能。激光扫描速度对熔凝层的硬度影响不大。     

Changes of Tempering Microstructure and Properties of Fe-Cr-V-Ni-Mn-C Cast Alloys

The changes of tempering microstructure and properties of Fe-Cr-V-Ni-Mn-C cast alloys with martensite matrix and much retained austenite are studied. The results showed that when tempering at 200℃ the amount of retained austenite in the alloys is so much that is nearly to as-cast, and a lot of retained austenite decomposes when tempering at 350℃ and the retained austenite decomposes almost until tempering at 560℃. When tempering at 600℃, the retained austenite in the alloys all decomposes. At 560℃ the hardness is highest due to secondary hardening. The effect of nickel and manganese on the microstructure and properties of Fe-Cr-V-C cast alloy were also studied. The results show that the Fe-Cr-V-C cast alloy added nickel and manganese can obtain martensite matrix and much retained austenite microstructure, and nickel can also prevent pearlite transformation. With the increasing content of nickel and manganese, the hardness of as-cast alloy will decreases gradually, so one can improve the hardness of alloy by tempering process. When the content of nickel and manganese is 1.3～1.7%, the hardness of secondary hardening is the highest (HRC64). But when the content of nickel and manganese increase continually, the hardness of secondary hardening is low slightly, and the tempering temperature of secondary hardening rises.