球墨铸铁激光表面熔化处理和熔化层残余应力分析

试验研究了激光处理工艺参数对球墨铸铁熔化层深和熔化层残余应力的影响,测试和分析了熔化层横向和纵向的残余应力分布规律。

激光表面熔化工艺Ⅱ在材料研究和开发中的应用

本文是关于激光表面熔化工艺的基本原理及其应用综述的第Ⅱ部分,概述在各种合金中应用激光表面熔化改善表面耐磨性、耐蚀性、减少显微偏析和获得非晶表层等的实例。

激光表面熔化工艺 Ⅰ.热流计算和显微组织

本文概述激光表面熔化工艺的基本原理及其应用。第Ⅰ部分讨论热流计算和显微组织。首先应用一维和三维热流模型的分析解和数值解对激光表面熔化过程中主要工艺参数——冷速、熔区几何参数、温度梯度等进行计算,并与实验结果作比较。对数学模型的适用范围以及对流的影响作了讨论。其次概述了激光表面熔化区显微组织生成的有关理论——凝固热力学、非平衡状态层次、成分过冷判据和绝对稳定性判据和溶质扩散控制的凝固等。

激光表面熔化对SiC和MoS2颗粒增强Al-4.5Cu复合材料表面完整性的影响（英文）

以Al-4.5Cu合金为基体,用搅拌铸造法制备两种复合材料。一种是用10%SiC(质量分数)和2%MoS2(质量分数)进行增强,另一种是用10%SiC(质量分数)和4%MoS2(质量分数)进行增强。为了研究激光表面熔化(LSM)对材料表面性能的影响,采用CO2激光束对材料表面进行重熔。研究激光熔化表面的形貌、显微硬度、耐蚀性和耐磨性。将LSM后的整体表面完整性与铸态表面进行比较。结果表明,LSM能提高每种情况下表面的显微硬度和耐磨性。激光熔化表面孔隙率低,耐蚀性高。因此,LSM可以方便地应用于提高铝基复合材料的表面完整性。然而,在本研究中存在一个最佳的激光比能以获得最佳的表面完整性,约为38 J/m^2。

激光表面熔化对Ti-30Nb-4Sn合金晶体织构、显微组织、弹性模量和硬度的影响

骨科植入物的生物相容性与其弹性模量和表面性能密切相关。本研究的目的是阐明冷轧、再结晶和表面激光熔化(LSM)对双相(α″+β)Ti-30Nb-4Sn合金显微组织和力学性能的影响。对冷轧态基体进行X射线衍射织构分析(XRD)显示有[302]α″//ND织构成分,而对再结晶态基体的分析显示有[302]α″//ND和[110]α″//ND织构成分。XRD不能直接检测出β相织构,但是通过考虑α′′相和β相之间的位向关系可成功预测出[111]β||ND织构的存在。纳米压痕测试结果表明,冷轧态基体的弹性模量(63 GPa)低于再结晶态基体(74 GPa)。根据已有文献和本文研究结果,认为这种差异是由冷变形过程中晶体缺陷的引入造成的。纳米压痕/EBSD分析表明,纳米压痕结果不受晶体取向的影响。LSM对变形合金硬度、弹性模量和晶体织构产生的变化类似于再结晶热处理产生的变化,均在表面和基体之间产生刚度梯度。

国外铸铁激光表面熔化及合金化

本文概述了近几年来在西方国家中铸铁和合金铸铁的激光表面熔化和合金化的进展和成果,阐述了激光加工工艺,主要实验参数,实验结果以及与其相关的快速凝固理论,列出了灰口铸铁、白口铸铁、硅铸铁、含镍白口铸铁、高镍耐热铸铁、高铬铸铁的激光表面熔化,和普通铸铁的Si、SiC、Cr-V、Cr-Ni的激光表面合金化的实验结果,这些结果包括:激光实验参数、冷却速度、显微组织、硬度和耐磨性之间的关系曲线。

退火态钽丝表面熔化机理的研究

通过电子探针微区分析,研究钽丝内部的金属杂质铁对退火态钽丝表面的影响。结果表明,钽丝中低熔点金属的存在能导致退火态钽丝的表面熔化,确定了钽丝用钽粉中的铁含量的技术指标,并通过严格的过程控制,降低了退火态钽丝表面熔化的程度。

Fe-Sb合金的激光表面熔化

对Fe-1wt％Sb、Fe-15wt％Sb和Fe-35wt％Sb合金进行了激光表面熔化处理。基于运动高斯源的热流模型被用来计算熔区的几何尺寸和冷速。用X线衍射分析了合金中的相并测定其点阵常数。研究了激光表面熔化Fe-Sb合金的显微组织和显微硬度。

金属Al表面熔化各向异性的分子动力学模拟

采用嵌入原子势,使用分子动力学方法对金属Al不同低指数晶面的表面熔化现象分别进行了模拟.分析了熔化过程中样品结构组态的变化.模拟结果表明对于不同的自由表面,表面熔化呈现出明显的各向异性行为.Al(110)面在低于熔点的温度之下发生预熔化;(111)与(001)面都出现过热现象.与(111)面不同,(001)面发生过热现象时表面原子层为类液层,而(111)面仍然保持很好的晶格结构,即预熔化的Al(001)面在高于熔点的温度下,仍可以在很长的时间内处于相对稳定的亚稳态.由模拟得到Al的热力学熔点为950K左右,与实验值基本符合.

应变效应对金属Cu表面熔化影响的分子动力学模拟

采用Mishin镶嵌原子势,通过分子动力学方法模拟了金属Cu的(110)表面在不同应变下的熔化行为,分析了表面熔化过程中系统结构组态和能量的变化以及固液界面迁移情况.金属Cu的(110)表面在低于热力学熔点的温度下发生预熔化,准液体层的厚度随温度升高而增加.当温度高于热力学熔点时,固液界面的移动速度与温度成正比,外推得到热力学熔点为1380K,与实验结果1358K吻合良好.应变效应(包括拉伸和压缩)导致热力学熔点降低,并促进表面预熔化进程.在相同温度条件下,准液体层的厚度随应变绝对值的增加而增大.应变效应导致的固相自由能增加是金属Cu(110)表面热稳定性下降的主要因素,且表面应力和应变方向的异同也会影响表面预熔化的进程.

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。

表面熔化

对近年来人们十分关注的表面熔化问题，从理论和实验上进行了综述性讨论．综述了一些金属晶体、冰及石墨吸附Ａｒ膜表面熔化的特征及其热力学理论解释．

马氏体不锈钢激光表面熔化处理后的表层残余应力

采用两种极端的多道顺序激光扫描工艺，证实了马氏体不锈钢激光表面熔化处理后表层残余应力并非都是压应力。残余应力性质与熔池尺寸和重叠区相对大小有关。表面重叠区宽度大于熔池表面宽度一半，才会有明显的表层压应力；重叠区过小，往往为拉应力。

马氏体不锈钢表面激光熔化处理后的组织特征

作者借助Ｘ－衍射、能谱等分析手段对马氏体不锈钢表面激光熔化处理后的组织特性进行了研究。结果表明，经激光照射后，熔化层近乎无扩散凝固，致使凝固成分均匀分布；凝固组织呈辐射状柱晶，但无晶体择优取向。还对激光加热及随后冷却期间进行了传热分析，并对上述结果及组织形成机制作了详细讨论。

球铁激光表面重熔组织热处理制备新型铁基耐磨材料

对球墨铸铁激光表面重熔／快速凝固组织进行热处理，使亚稳相快速凝固共晶渗碳体部分转变为石墨，成功地制得了既含快速凝固共晶渗碳体又含弥散石墨的新型多相铁基耐磨材料其中渗碳体及石墨相的体积分数可以通过调节退火时间严格控制由于集中了快速凝固共晶渗碳体的优异耐磨性与弥散石墨相的优异自润滑、传热及减振性能。

国外激光表面处理的进展

激光表面处理是一项新的也是远没有成熟的技术．本文对近些年来激光表面处理的进展情况进行了综合评述，并讨论了影响激光表面处理应用的一些问题．