光斑尺寸对42CrMo钢激光深层淬火硬化层几何特征的影响

目的提高42CrMo钢激光淬火后硬化层的深度和分布均匀性。方法利用COMSOL Multiphysics软件对42CrMo钢激光淬火过程中温度场的演变进行分析,且考虑材料的热物性参数随温度变化。通过设定激光工艺参数模拟试样的温度场分布,利用马氏体转变条件得到硬化层形貌尺寸。参照模拟结果,利用连续输出的光纤耦合半导体激光器对42CrMo钢进行激光淬火实验,用热电偶测温仪对试样测温并与模拟的温度历史曲线进行对比,用光学显微镜对试样横截面处硬化层形貌进行分析,将实验所得硬化层形貌与模拟结果进行比较。并在相同的功率密度下,改变光斑的几何尺寸进行模拟,分析并比较硬化层的几何特征。结果实验所测某点的温度历史曲线与模拟结果一致性较高,硬化层实际形貌与模拟结果基本吻合。在激光功率密度不变时,随着垂直于扫描方向上的光斑宽度增加,硬化层宽度呈正比例增加,硬化层深度则先增后减,距离硬化层中心最深处相同距离点的曲率则逐渐减少。结论通过优化激光淬火工艺参数,控制激光淬火的热传导时间和深度方向的温度梯度分布,可以在表面不熔化的前提下,获得较深的硬化层。光斑尺寸对42CrMo钢激光深层淬火硬化层深度和硬化层均匀性有较大影响,选择较大的光斑宽度可以得到更为均匀的硬化层。     

搭接参数对激光熔凝处理层显微组织和性能的影响

应用 3kW连续CO2 激光器对轧辊钢进行激光熔凝搭接处理 ,分析了搭接区的显微组织和硬度。结果表明 ,搭接区的组织分布特征和光斑中心基本一样 ,包括搭接熔凝区、搭接相变区和搭接热影响区 ,搭接区的显微硬度分布和光斑中心也相同 ,且当搭接参数合适时 ,可得到较均匀的表面硬化层。     

搭接参数对激光熔疑处理层显微组织和性能的影响

应用3kW连续CO2激光器对轧辊钢进行激光熔凝搭接处理,分析了塔接区的显微组织和硬度。结果,搭接区的组织分布特征和光斑中心基本一样,包括搭接熔凝区、搭接相变区和搭接热影响区,搭接区的显微硬度分布和光斑中心也相同,且当搭接参数合适时,可得到较均匀的表面硬化层。     

半导体大光斑激光粉末熔敷成形特征

半导体大光斑激光具有光电转化率高、功率密度高等优点,是用于表面熔覆的理想热源。为了研究半导体大光斑激光作用下合金粉末的熔化及铺展成形特点,在Q235钢基体表面进行Fe35合金粉末工艺试验。对比半导体大光斑与小焦点CO_2激光的熔覆效率及成形特点;分析预置粉末厚度变化对大光斑激光熔敷层表面形貌、稀释率、铺展性的影响和体能量密度变化对接触角大小的影响。结果表明,与小焦点CO_2激光相比,大光斑激光具有更高的熔覆效率、成形系数;随着预置粉末厚度的增加,熔覆层宽度逐渐增加,熔深先增加后减小;稀释率逐渐减小;接触角的大小随体能量密度的增加而增大。     

搭接量对激光淬火9Cr2钢硬度的影响

用3 kW连续CO2激光器对矫直圈用9Cr2钢,在功率2.2 kW和扫描速度800 mm/m in条件下进行搭接量分别为1、2、3、4 mm的激光表面淬火。用金相显微镜、扫描电子显微镜以及显微硬度计,分析9Cr2钢激光表面淬火后的硬化层分布和剖面硬度均匀性。结果表明,9Cr2钢激光淬火后硬化层分布形状为部分搭接的两月牙形,搭接处硬化层深度随着搭接量的增大而增加,在第二道激光扫描带对第一道激光扫描带热影响区出现硬度下降区域,且随着搭接量的增大硬度下降趋势减弱。     

38CrMoAlA钢的表面激光相变硬化层组织分析

为研究激光表面相变硬化对38CrMoAlA钢的表面耐磨性的影响,测定了该钢激光相变硬化层的显微硬度变化,并分析了该钢表面激光相变硬化层的微观组织。发现该硬化层由表及里可分四层,其中第二层显微硬度最高,第四层显微硬度最低。当采用激光束重叠扫描进行该钢的表面相变硬化时,重叠区域的回火软化效应可导致硬化效果有所降低,故光束重叠尺寸不可过高,本文选择1.2 mm。     

铁单元素基合金表面激光高熵合金化涂层的制备

利用高功率半导体激光器进行合金化处理,采用等摩尔比的Co,Cr,Al,Cu四主元合金粉末,在Fe单元素基合金Q235钢表面成功制备出FeCoCrAlCu激光高熵合金化涂层.利用SEM,XRD,EDS及显微硬度计对FeCoCrAlCu激光高熵合金化层的微观组织形貌、相结构、成分分布及性能进行系统研究.结果表明:Q235基材主元素Fe在激光辐照时参与了表面合金化过程,形成了FeCoCrAlCu五主元高熵合金涂层;合金化层相组成为具有简单bcc结构的固溶体,显微组织为典型的枝晶组织;激光高熵合金化层仅在基体界面附近出现了少量s四方结构中间相,从高熵合金化层表面到基材,体系的混合熵呈高熵-中熵-低熵梯度变化;FeCoCrAlCu激光高熵合金化涂层的显微硬度高达8.3 GPa,为基材Q253钢的3倍以上.     

65Mn钢锯齿激光淬火的组织和硬度研究

使用Nd:YAG脉冲激光器对65Mn钢锯齿进行表面强化,研究了不同激光淬火工艺参数对表面硬化层的影响.使用光学显微镜和维氏硬度计对不同激光淬火工艺条件下的试样进行显微组织分析和硬度测试.结果表明:各组试样均完全淬透,激光淬火后组织全部为马氏体,试样硬度均显剧提升.其中1号工艺参数淬火区硬度分布均匀,硬度为60HRC,满足生产要求.     

40CrNiMoA钢激光相变硬化技术

研究了40CrNiMoA钢激光淬火工艺参数与硬化层深度及硬度之间的相互关系，以及淬硬层微观结构特征。结果表明，随着光斑扫描速度的提高，硬化层深度降低，表面硬度存在一个极大值；随着激光功率的升高，硬化层深度增加，表面硬度也存在一个极大值，激光淬火硬化层依其组织特征，分为完全淬硬区，过渡区及高温回火区。     

光纤激光淬火对凸轮用45钢表面磨损性能的影响

为了提升凸轮表面耐磨性,采用YLS-4000型光纤激光器通过不同的激光功率对基体材料45钢表面进行激光淬火。通过SEM观察激光淬火前后材料表面和界面形貌,金相显微镜观察组织形貌,通过HVS-1000A型显微硬度仪测试了试样表面硬度,并测试了试样的摩擦因数和磨损形貌。结果表明:淬火层界面显微组织为淬火马氏体及少量残余奥氏体,在激光功率1 000~1 800 W时分别获得淬硬层深度为0.3~0.8mm的单道热影响区;淬硬层硬度分布基本均匀,平均硬度约为547~765HV,比基体硬度提高了2~3倍,激光淬火后组织细化和形成大量马氏体是硬度提高的主要原因;在一定激光功率范围内(1 200~1 800 W),激光淬硬层的抗磨损性能比基体有较大的提升,且当激光功率为1 600 W时能获得最佳的磨损性能。