P20模具钢的双层回火激光熔覆修复技术

传统的焊接方法修复失效模具,易造成较大的热输入,导致热影响区性能恶化,需要进行后续高温回火热处理.利用双层回火激光熔覆修复技术,通过充分利用后道熔覆层对前道熔覆层的回火作用,可免去后续回火热处理步骤.采用3.5 kW半导体激光器对P20模具钢进行了双层回火熔覆,基于修正后的Higu-chi模型确定了最优层间能量密度组合,利用光学显微镜和显微硬度仪表征了修复部位热影响区的微观组织和硬度分布.结果表明,P20模具钢最优的双层回火激光熔覆层间能量密度组合为5&10 kJ/cm2;采用该能量密度组合的双层回火激光熔覆修复工艺,可获得组织为均匀回火索氏体、平均硬度约400 HV的修复热影响区,其修复效果优于需要进行后续回火热处理的传统单层模具修复工艺.     

激光制备Fe-Ni基非晶复合涂层及退火性能分析

采用15 kW快速轴流型CO2激光器在低碳钢基体上制备了非晶复合涂层Fe31Ni31Si18B18Nb2.利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了涂层的物相、组织结构与加入元素形态对涂层非晶形成能力的影响.结果表明,Nb元素以铌铁的形式加入更加有利于非晶层的形成,铌铁加入后抑制了Ni2Si和Ni2B相的产生,...     

新型插接式双螺旋钻杆的研制

作者根据对螺旋钻进工艺及相关钻具的研究,研制了一种经济高效的插接式双螺旋钻杆.该钻杆采用六方接头插接式双螺旋结构,加工制造工艺先进合理,试验效果良好,研制成果达到国内先进水平,具有广阔的市场前景和良好的经济效益.     

激光熔覆高强韧铁基涂层精细组织调控与性能研究

激光熔覆作为一种高精度成形与低损伤控性的表面强化技术,可以赋予零部件表面更高的性能。铁基涂层作为一种低成本的涂层体系一直广泛地应用于各种机械零部件的表面强化领域。随着零部件对高性能和长寿命的追求,对激光熔覆涂层材料的设计及性能也提出了更高要求。本文综述了作者团队近年来设计和制备的纳米贝氏体铁基涂层、超细共晶增强铁基涂层、颗粒增强马氏体涂层及高硬度非晶铁基涂层,并从设计思路、涂层组织结构和力学性能等方面详细介绍了研究结果,并对未来发展方向进行了展望。     

低碳钢表面激光相变硬化研究

为了研究不同激光功率及不同的冷却条件下,激光相变硬化处理对低碳钢表面性能和组织的影响,采用激光表面相变硬化方法,在低碳钢表面获得了比原先母材硬度高100HV～150HV的硬化层,采用金相显微镜分析了激光处理区的组织,且用显微硬度计测量了单道扫描时的纵向和横向的硬度分布.研究发现,激光作用区主要是低碳板条马氏体与未转变的索氏体甚至屈氏体、回火索氏体组织.搭接区组织均为细小的马氏体及中间分布着索氏体组织;由于10CrNiMo钢含碳量较低和碳扩散系数不同的原因,其最高硬度层并未在表面形成,而是形成在次表层.在软化区,前一道扫描形成的马氏体受到回火作用,原先固溶在马氏体中的碳析出,形成了回火索氏体,降低了硬度.结果表明,激光相变硬化工艺可以将10CrNiMo钢的表面硬度提高100HV～150HV左右,且表面保持很好的韧性,若想进一步提高其表面硬度,还需采取熔覆等其它工艺.     

激光功率对船用10CrNiMnMoV钢表面处理后组织的影响

为扩大船用NbV微合金化10CrNiMnMoV钢的应用范围,改善其表面性能(主要是提高其耐磨性),利用高功率CO2激光对其进行了表面熔凝处理,研究了不同激光功率对其组织的影响.结果表明:随激光功率的增加,熔凝区形成的组织分别为细小马氏体和铁素体以及极少量的粒状贝氏体(3.5kW)、板条马氏体和马氏体间的少量铁素体(4kW和4.5kW)、板条马氏体组织(5kW).热影响区上部主要形成了细小的马氏体组织,下部的组织主要是铁素体、珠光体、少量马氏体和粒状贝氏体及细小碳化物.     

碳钢及合金钢搭接激光淬火回火软化特征

进行了459、Cr2Mo和W18Cr4V钢多道搭接激光淬火实验,结果表明,激光淬火表面都存在搭接区的回火软化现象,45钢软化区宽度最大,W18Cr4V钢软化区宽度最窄。在搭接回火区,45钢组织主要为回火索氏体和和少量回火马氏体,9Cr2Mo钢的主要为回火马氏体、索氏体和少量碳化物,而W18Cr4V的组织由针状马氏体和少量的粒状碳化物构成。根据马氏体回火过程中的碳原子扩散特征,分析和计算了碳扩散激活能和回火时间对马氏体组织的影响。     

非熔透激光搭接焊SUS304奥氏体不锈钢无焊缝侧变形机理

利用光纤激光器对DC01镀锌钢板和SUS304奥氏体不锈钢薄板进行了激光非熔透搭接焊实验、反变形焊接实验,测得了SUS304钢板(下板)表面微凸起的变形量和变形轮廓,研究了非熔透焊后SUS304钢板表面微凸起变形产生的机理。研究结果表明:角变形是SUS304钢板表面微凸起产生的重要原因;通过反变形法矫正角变形可降低微凸起的最大高度,但微凸起区域的塑性凸起变形仍存在;焊接过程中的角变形和热膨胀引起的塑性变形是非熔透搭接焊下SUS304不锈钢板无焊缝一侧微凸起变形的主要原因。     

激光堆焊Cr MnFeCoNi高熵合金组织与力学性能研究

采用激光堆焊技术在Q235钢上制备了成型良好的CrMnFeCoNi堆焊层,通过XRD,OM,SEM和EDS等分析手段研究了堆焊层的物相结构、微观组织和化学成分;通过硬度测试和拉伸测试表征了堆焊层的力学性能。结果表明,堆焊层内形成了呈树枝晶形貌的FCC单相固溶体。堆焊层内元素分布较均匀,但在枝晶内外存在细微的元素差异,Cr,Fe和Co富集在枝晶内部,Mn和Ni在树枝晶间偏析。堆焊层的硬度由表面至底部缓慢递减,约为180～200 HV0.5。堆焊层的拉伸性能有较强的温度依赖性,当温度从298 K降至77 K时,堆焊层的屈服强度和抗拉强度分别提升了60%和65%,达到了564 MPa和891 MPa,断后伸长率从26%提升到了36%。     

Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2合金涂层的激光制备及显微组织研究

利用激光熔覆和激光重熔的方法在低碳钢表面制备了原位生成颗粒增强铁基涂层.用X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其相结构和微观组织进行了研究,重点分析了重熔层的组织形态和形成机制.结果表明:制备的涂层无气孔和裂纹,整个涂层的厚度为0.6~0.7 mm,重熔层厚度为50~80 μm;熔覆层主要是方向比较紊乱的树枝晶组织,重熔层内形成了细小的等轴晶组织;重熔层最高显微硬度达到了1056 HV.