分级淬火中硅诱发贝氏体相变的研究

采用新型分级淬火工艺生产高硅贝氏体球铁，将试样奥氏体化后，人常温介质中分级淬火，使球铁在230℃箱式电炉中等温转变成贝氏体组织，与传统的盐浴等温淬火贝氏体球铁进行比较。利用SEM、硬度计、冲击试验机等分析测试技术，对材料的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明：采用分级淬火工艺生产高硅贝氏体球铁时，在Si含量大于3．3wt％时，对贝氏体相变具有显著的诱发作用，从而使贝氏体球铁组织细化，力学性能提高（52—56HRC、αK达12—15J／cm^2），并对此进行了理论分析。     

利用淬火连续冷却得到奥—贝球铁的研究

利用等温淬火,研究了锰促进球铁基体组织向贝氏体转变的含量。在确定锰含量条件下,利用水玻璃淬火介质代替等温淬火介质,对球铁进行淬火处理。试验结果表明,当锰含量为2．0％～3．0％时,可在组织中获得较多的贝氏体,有较高的硬度和适当的冲击韧度。水玻璃淬火可以代替等温淬火,获得下贝氏体组织。     

行星轮轴承载表面激光强化

对行星轮轴的承载表面激光淬火后的强化层进行了分析和研究。结果表明，激光淬火时，当表层区所需能量密度为40J／mm^2时，表面硬度最高，组织为隐针马氏体和弥散分布的合金碳化物；过渡区由于发生托氏体转变，硬度明显下降。强化层的显微组织有利于提高行星轮轴的耐磨性和抗冲击性，从而延长了其使用寿命。     

强流脉冲离子束辐照金属Ti相变传热的数值分析

建立了强流脉冲离子束(HIPIB)辐照金属相变传热的理论模型．基于焓法发展的二维轴对称传热模型，考虑脉冲离子束源项的时间和空间分布，以及材料变热物性的影响，计算了能量密度为0．1—150J／cm^2，脉冲宽度为120ns的HIPIB辐照金属Ti的温度场．HIPIB辐照金属Ti发生熔化和烧蚀的临界能量密度分别为0．2和0．7J／cm^2．在脉冲辐照时间内、烧蚀深度单调增加，而液相层厚度呈先增加后减小、再增加的趋势．随着能量密度增加，最大烧蚀深度增加，150J／cm^2时可达29．25μm．最大液相层厚度则先增加后减小，80J／cm^2时最大液相层厚度为0．5μm．能量密度为70J／cm^2的HIPIB辐照金属Ti实验测定的烧蚀质量7．2mg与计算值大致相符。     

行星轮轴激光表面强化分析

对行星轮轴(GCr15钢)承载表面激光淬火后的表面强化层进行了分析研究。结果表明，激光表面淬火时，激光能量密度为40J／mm^2时，表面硬度值提高；表层组织为细小、隐晶马氏体和弥散分布大小不一的合金碳化物，硬度很高；过渡区由于屈氏体的析出．硬度明显下降。此显微组织有利于提高耐磨性和抗冲击性，从而延长了行星轮轴的使用寿命。     

冷却速度对含钒贝氏体球铁基体组织的影响

采用Gleeblel 5000试验机研究了不同冷却速度下含钡贝氏体球铁的基体组织，研究结果表明，对于成份为3．69％，3．03％，Si,2.5%Mn,0.5V,0.02%S,0.03P的贝氏体球铁，当冷却速度小于0．025℃/s，基本组织主要为珠光体，当冷却速度为0．5－10℃／S，基体组织以贝氏体为主；当冷却速度达到20℃／s时，基体组织为全马氏体。     

锰铜合金化贝氏体低碳球墨铸铁

对锰铜合金化贝氏体低碳球铁进行了研究。测定了贝氏体低碳球铁件在几种不同锰、铜含量下的力学性能．并对金相组织进行了分析。试验结果表明：Ⅳ（C）为2．0％的贝氏体低碳球铁在w（Si）为3．0％，加入Ⅳ（Mn）至0．8％、加入Ⅳ（Cu）至1．0％时，辅以合适的等温淬火工艺，能得到较高的力学性能。     

一种高强韧性钢的纳米结构及其性能

以Cr—Mn—Si为主,添加其它微量元素和稀土元素,研制了一种新型的中碳低合金耐磨钢。试验结果表明,这种新型的低合金高强韧性耐磨钢,其铸态和锻态试样经淬火回火处理后均可得到回火马氏体及少量贝氏体、残留奥氏体及碳化物组织。铸态淬火回火处理的U型缺口试样的冲击韧度αk=37～55J／cm^2,无缺口试样的冲击韧度αk=210～300J／cm^2,其硬度为53～56HRC;锻后淬火回火处理的u型缺口试样的冲击韧度αk=48～70J／cm^2,其硬度为52～54HRC,抗拉强度叽=1850～2000MPa。采用高分辨电镜,对研制钢的纳米结构原子像进行了观察,确定了贝氏体铁素体亚片条的尺寸。     

贝氏体球铁生产应用中若干问题的探讨

对比探讨了贝氏体球铁件盐浴等温淬火、分级等温淬火、连续冷却及铸造余热淬火热处理工艺的特点及应用．讨论了碳化物的产生、对贝氏体球铁性能的影响及控制，并对贝氏体球铁在齿轮及磨球上的应用效果进行了生产验证．结果表明，其技术、经济效益较好。     

贝氏体铸钢衬板的研究和应用

设计并制造一种新的贝氏体钢球磨机衬板，选用合适的化学成分，经稀土变质处理和淬火、回火处理(910℃／h风冷和350℃／6h炉冷)。在空冷条件下，获得综合力学性能优良的贝氏体组织，在衬板本体取样，测得硬度HRC≥60，冲击韧度≥16J／cm^2，装机考核结果比高锰钢衬板提高l.5～2．5倍。     

Fe—C—Si—B合金连续激光非晶化及非晶形成条件的研究

在珠光体球墨铸铁表面Ｆｅ－Ｃ－Ｓｉ－Ｂ激光共晶合金化层上获得了占整个熔池面积的８０％以上的白亮层，经透射电镜明场形貌和电子选区衍射证实白亮层为非晶组织。激光非晶化时熔池底部晶态基体的外延生长是影响非晶化的最关键因素，外延生长的突然中断是实现非晶化的首要条件，外延生长的突然中断只有在共晶成分组成均匀，组织细化以及足够的激光功率密度和扫描速率下才发生。     

Fe─C─Si─B合金连续激光非晶化及非晶形成条件的研究

在珠光体球墨铸铁表面Fe－C－Si-B激光共晶合金化层上获得了占整个熔池面积的80％以上的白亮层.经透射电镜明场形貌和电子选区衍射证实白亮层为非晶组织激光非晶化时熔池底部晶态基体的外延生长是影响非晶化的最关键因素.外延生长的突然中断是实现非晶化的首要条件.外延生长的突然中断只有在共晶成分且成分均匀，组织细化以及足够的激光功率密度和扫描速度下才发生     

铁素体基球墨铸铁激光表面重熔后的组织与性能

通过调整激光重熔工艺参数对球墨铸铁进行表面重熔处理 ,获得了白口铸铁层 ,对熔化层的显微组织、力学性能、熔化层 基体界面特性与工艺参数的关系进行了仔细研究 ,结果表明 :快速加热熔化、快速冷却凝固和部分碳被烧损 ,使熔化表面凝固后获得白口铸铁层 ,构成了球墨铸铁与白口铸铁的复合材料 ;激光重熔处理后的白口铸铁层显微组织很细 ,具有高的强度和硬度 ,随着激光束扫描速度的增大 ,显微组织变细 ,硬度增高 ;熔化层的横截面积与激光束扫描速度之间在一定条件下接近双曲线关系。     

On the Martensitic Transformation Temperatures and Mechanical Properties of NiTi Alloy Manufactured by Selective Laser Melting: Effect of Remelting

In this study, the infl uence of laser remelting on the relative density, martensitic transformation temperatures(MTTs), and mechanical properties of a NiTi alloy fabricated by selective laser melting(SLM) at a laser power between 15 and 75 W were investigated. A relative alloy density of approximately 99% was achieved in the power range of 45–60 W corresponding to the forming energy density range of 65.45–87.27 J/mm~3. The MTTs increased with the increase in the energy density; thus, the initial contents of the B2 and B19′ phases of the SLM-produced NiTi alloy can be tailored by the utilized technique. However, the number of defects such as metallurgical pores and microcracks considerably increased at higher energy densities( 87.27 J/mm~3). Interestingly, the concentration of these defects was reduced by remelting in the energy density range of 21.82–65.45 J/mm~3, while the alloy relative density increased to 99.7% ± 0.1% at a remelting energy density of 65.45 J/mm~3. The results of tensile testing revealed that when the remelting energy was 75% or 100% of the forming energy input, the ultimate tensile strength and elongation of the alloy significantly increased. Therefore, the remelting strategy represents a promising route for manufacturing NiTi alloys with desired MTT ranges and mechanical properties.     

不锈钢表面激光熔覆镍基合金涂层的数值模拟与试验

为改善不锈钢表面熔覆质量,探究能量密度对不锈钢表面激光熔覆镍基合金涂层质量的影响,利用Visual-Environment数值模拟软件,基于高斯体热源模型,通过改变激光功率获得不同的能量密度输入,对304不锈钢表面激光熔覆Ni35合金涂层的过程进行了数值模拟分析,并采用相应能量密度对应的激光功率进行试验验证。模拟结果表明,激光功率为900 W,扫描速度为6 mm/s,光斑半径为1 mm时,对应的激光能量密度为75 J/mm²,所得温度分布云图峰值温度2459.55℃,在较合理的温度范围内(2400～2600℃)。试验验证结果显示,该工艺参数下熔覆层宏观形貌较好且微观组织致密,基体与涂层间形成了良好的冶金结合。     

表面处理对球墨铸铁接触疲劳性能的影响

本文研究了激光微熔处理和高频感应加热淬火对球墨铸铁表面组织、接触疲劳强度和接触疲劳破坏过程的影响。结果表明,激光处理和高频淬火均可提高球铁的接触疲劳强度,但其接触疲劳破坏过程和形式却不同,前者是由于硬化层与基体间裂纹扩展造成大块深层剥落,后者则是表层裂纹在油楔作用下造成小块浅层脱落。     

纳秒激光微刻蚀取向硅钢的形貌特征及磁性能

为有效降低取向硅钢铁损、改善其磁性能，采用红外纳秒激光对取向硅钢进行微刻蚀试验。利用3D共聚焦显微镜、扫描电镜与能谱仪研究典型工艺参数下的硅钢表面烧蚀形貌特征及表面质量，利用铁损仪测试不同刻蚀参数下取向硅钢的铁损、相对磁导率等磁性能参数及动态磁滞回线，对比分析刻痕前后磁性能的变化行为、规律及磁滞特性。结果表明：激光刻痕后，硅钢的铁损、相对磁导率、矫顽力及剩磁等性能得到明显改善，铁损的改善表现在高磁感强度下、相对磁导率的改善表现在低磁场强度下，回线特性得到优化。扫描速度为800 mm/s、脉冲能量为0.25 mJ时，刻痕边界呈近似规则的“波浪线”，且刻痕表面质量较高，铁损降低高达11.6%、剩磁降低12.8%等；刻痕后相对相对磁导率明显提高，提高约为5.7%~15.16%，最大可达2.598×10⁴。激光频率与扫描速度的耦合关系是影响刻痕边界形状与磁畴细化效果的重要因素。     

35CrMoA激光淬火/渗氮层耐蚀性研究

对35CrMoA钢进行激光淬火一渗氮复合处理,采用XRD、SEM、TEM及M352腐蚀系统研究了激光淬火/渗氮层的组织、相组成、耐蚀性能,并与气体渗氮层对比.结果表明,两种渗氮层均由ε相、γ'相及Cr_2N相组成.激光淬火/渗氮白亮层中ε-Fe_3N含量较高,而脆硬的ζ-Fe_2N相及Fe_2O_3含量较低,白亮层厚度由气体渗氮层的25μm降为激光淬火/渗氮的12μm,其致密度增加;激光淬火/渗氮层中E_(corr)值较气体渗氮的提高,自腐蚀电流由气体渗氮的57.68 μA/cm~2减小到激光/渗氮的3.166 μA/cm~2,其耐蚀性提高.     

激光能量输入对直接激光沉积莫来石陶瓷组织性能的影响

研究了激光能量密度对直接激光沉积熔体自生莫来石陶瓷孔隙/密度、微观组织和力学性能的影响。结果表明,较低激光能量密度(15 J/mm²)所制备的陶瓷样件边缘分布有尺寸较大的气孔,使得样件整体孔隙率较高,且表面粘粉严重,这与成形扫描速度大和硅酸盐熔体粘度高有关。而较高激光能量密度(90 J/mm²)虽然可以获得表面光滑、莫来石晶粒尺寸较小的陶瓷样件,但由于单位时间内输入熔池能量高,粉末蒸发产生的气孔来不及逃逸出熔池,使得样件心部形成较大的气孔,影响样件的力学性能。在激光能量密度为45J/mm²时,获得了表面相对光洁、孔隙率较低和力学性能较好的莫来石陶瓷样件。本研究结果为直接激光沉积增材制造高性能陶瓷过程中合理选定工艺条件提供了理论指导及技术支撑。     

马贝球铁磨球动载磨料磨损试验研究

在非等温处理条件下获得的贝氏体及马贝体球铁磨球，对其解剖检测组织与性能．在ＭＬＤ－１０型试验机上进行动载磨料磨损试验，并在Ｄ＝１．８３ｍ水泥熟料磨机上实机装机验证考核．结果表明，在高冲击功的三体磨损条件下，材料的抗磨性能与韧性相关，硬度低的贝氏体不仅有好的冲击韧性，而且有与马氏体相当的抗磨性，在抗剥落磨损方面贝氏体是最佳的．马贝球铁磨球在水泥磨料中具有优异的综合效益