碳化钨对钴基合金激光熔覆复合涂层组织、微区成分及硬度的影响

采用大功率CO2激光器制备了激光熔覆复合涂层,研究了碳化钨的添加量对钴基合金激光熔覆层凝固组织特征、微区成分、硬度梯度的影响。结果表明,碳化钨加入钴基合金后,激光熔覆层凝固组织的基本特征没有改变,但树枝晶及晶间共晶组织的凝固行为受到影响,微区内各元素的分布发生了变化;钴基合金中加入碳化钨颗粒,凝固组织的尺寸减小,晶粒细化;随着钴基合金中碳化钨加入量的增加,激光熔覆复合涂层的硬度提高。

Fe-Ni-C合金粉末选择性激光熔化成形

针对金属零件在选择性激光熔化成形过程中容易产生翘曲变形、裂纹与球化现象等问题,在理论分析与试验的基础上,探讨了其工艺参数与扫描路径对金属粉末在熔化成形中翘曲变形、裂纹与球化的影响,以及化学成分、熔池冷却速度与制件金相组织、显微硬度的关系,为选择性激光熔化技术的发展提供理论指导与实验依据.实验表明:通过合适的工艺参数与扫描路径,能够得到高致密度金属零件,金相组织均匀细小,没有出现明显翘曲变形、裂纹与球化现象.

Q235D激光熔覆实验研究

在Q235D钢表面激光熔覆Fe基合金粉末,通过对熔覆层外观形貌、表面硬度、金相组织和显微硬度的对比分析得出了双层熔覆时的最优工艺参数,当两层工艺参数相同且均为:激光功率600W、扫描速度2mm/s、搭接率24.2%、送粉电压10V时,所得熔覆层的表面较为平整均匀,通过金相组织分析发现,基体与熔覆层的冶金结合性较好,无裂纹,并且基本无气孔出现,熔覆层的显微硬度显著高于基体且从熔覆层→过渡区→基体呈梯度降低。在两熔覆层交界处,显微硬度从界面处往第一熔覆层方向先减小后增加直到最高值,从界面处往第二熔覆层方向显微硬度呈阶梯状上升逐渐增加到熔覆层硬度的最高值,尽管两熔覆层交界处显微硬度有所降低,但是仍然大大高于基体的显微硬度,对熔覆层性能基本无影响,在工业生产中有着较好的发展前景。

单道激光熔覆Ni基合金涂层的组织与性能研究

采用10kW高功率连续CO2横流激光器在Cr12MoV模具钢表面单道熔覆Ni60AA合金粉末,研究不同激光工艺参数对熔覆层组织和硬度的影响,利用光学显微镜观察熔覆层显微组织,并用自动转塔显微硬度计测量熔覆层显微硬度.结果表明:激光功率的大小对热影响区附近的显微硬度影响不大,扫描速度为400 mm/min时熔覆层次表层硬度可以达到856 HV0.2.熔覆层主要相组织是富Ni的γ-Ni奥氏体枝晶和多元共晶的混合组织,Cr,B等元素的碳化物硬质相弥散分布在基体上.

面向泵阀的钴基合金激光熔覆层组织与性能特征

目的改善泵阀密封面质量,延长其使用寿命和提高泵阀使用可靠性。方法在已做单道涂层预实验基础上,采用大功率光纤耦合半导体激光器于泵阀材料ZG45平板上制备多道钴基合金熔覆层。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、盐雾腐蚀箱等实验测试仪器,分析熔覆层组织形态特征、成分、显微硬度及腐蚀行为,确定多道钴基涂层的工艺参数及性能。结果多道钴基熔覆层存在可行的工艺参数,熔覆层致密,且与基材形成冶金结合。涂层显微组织主要由柱状晶、胞状晶、柱状树枝晶及枝间共晶组织组成,主要相为γ-Co、Cr23C6。枝晶中心主要由Co和Fe元素组成,其含量从枝晶中心向周围区域递减。枝晶间化合物主要由Cr、C、W元素组成,其含量均匀分布于枝晶间。涂层的平均显微硬度为586.5HV0.3,是基体的2.8倍以上,显微硬度随着稀释率的降低而增加。熔覆层的耐盐雾性能显著提高。结论基于钴基合金的表面激光熔覆技术可以有效地提高其硬度和耐腐蚀性,可用于泵阀密封面的表面性能强化。

18Cr2Ni4W钢渗碳激光强化复合处理研究

利用扫描电镜、透射电镜和图像分析仪 ,对 18Cr2Ni4W钢渗碳激光强化复合处理试样微观组织进行了较细致的研究。结果表明 ,18Cr2Ni4W钢在复合工艺作用下 ,随着表面硬化区层深的变化 ,其组织结构发生明显变化 ;由于钢中存在大量的合金元素 ,致使表面硬化层产生大量的残留奥氏体 ,降低了表面的硬度 ;随着激光扫描速度的增加 ,硬化区硬度增大。

Q235D多层激光熔覆实验研究

在Q235D钢表面进行多层激光熔覆Fe基合金粉末,实验结果显示基体与熔覆层之间以及熔覆层与熔覆层之间的冶金结合性较好,没有出现裂纹,并且基本无气孔,熔覆层的显微组织、表面硬度和显微硬度均显著优于基体。实验发现,多层熔覆时在不连续加工情况下,随着制备熔覆层数目的增多,在加工新的熔覆层时,之前已经制备完成的各熔覆层的硬度均会有不同程度的降低,并且距离基体越近的熔覆层其硬度降低越多,第一熔覆层显微硬度最低,往上层方向显微硬度逐渐增加,最后一层硬度最高,并且制备的层数越多这种硬度降低程度也会越显著。

激光熔覆Mo_2C-Co基合金的工艺参数对其组织的影响

利用10kW的CO2激光器在409L铁素体不锈钢表面激光熔覆w(Mo2C)=20%的Mo2C/Co基涂层,运用SEM、EDS、XRD及显微硬度仪观察和分析激光功率和扫描速度对熔覆层成型性、尺寸、组织及性能的影响.结果表明:激光熔覆合理的工艺参数为:P=3.6kW,v=8mm/s;钴基熔覆层组织由平面晶、柱状晶、树枝晶构成,熔覆层中物相主要为Mo2C颗粒、亚共晶γ-Co和共晶碳化物Cr23C6、Cr7C3;由于Mo2C颗粒加入,凝固组织的晶粒尺寸减小、晶粒细化,涂层的显微硬度从870HV提高至1 400HV.

大型锻件的激光相变强化

对大型锻件耐磨部位采用激光相变强化,能够获得一定深度的淬硬层,淬硬层组织为隐针马氏体+碳化物+少量残余奥氏体,晶粒组织明显细化,硬度显著提高。淬硬层为压应力,对提高耐磨性和抗疲劳能力有很大作用。合理的搭接,能够将软带宽度降低到最小。

35钢表面局部激光渗碳的研究

本文用光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针和硬度试验，对激光渗碳层的组织性能及其影响因素进行了研究。结果指出，激光渗碳层剖面组织由针状的熔化区、“亮带”、热影响区组成，且取决于激光工艺参数及预涂石墨层厚度，熔化区为高碳区，具有明显的硬化效果。

热处理对激光选区熔化WC 12Co复合材料组织和性能的影响

使用激光选区熔化技术制备了WC 12Co硬质合金样件,研究了不同的热处理工艺和冷却方式对成形试样截面金相组织、析出成分和显微硬度等性能的影响。结果表明:高温热处理工艺能使WC金相粒度更加均匀,W和C元素含量随着热处理温度的升高呈现出先升高后降低的趋势,粘结相分布更加广泛且得到进一步强化,改善了SLM成形样件的性能,但过高的淬火温度(超过1300℃)将降低成形试件质量。最佳热处理工艺为1200℃热处理,保温30 min,油淬至室温。合适的热处理工艺可以提高WC 12Co硬质合金粘结相的硬度,1200℃高温淬火对合金粘结相硬度的提升较大,试件的显微硬度最高达到1384 HV,比热处理之前常温成形态的提高16.7%。

不同功率对激光摆动焊接钢/铝异种材料的影响

为了得到高质量的钢/铝接头,采用激光摆动焊接的方法、使用不同的功率对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行了搭接实验,研究了不同焊接功率对钢/铝接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响。结果表明,1400W~1600W的功率区间内可有效实现板材焊接;激光功率为1400W和1500W时,焊接接头的金相组织以马氏体为主,当激光功率为1600W时,接头内的铁素体增多,马氏体减少,焊接接头的金相组织以铁素体为主;3种接头显微硬度的最低值和最高值分别位于焊缝中心和热影响区,在1500W的激光功率下,焊接接头的力学性能最好,钢侧接头的显微硬度约高于母材显微硬度的1.7倍;接头的最大剪切强度达到113N/mm。此研究结果应用在船舶制造领域具有较重要的意义。

激光熔覆工艺参数对Ni60A熔覆层组织及性能的影响

为研究不同激光熔覆工艺参数下Ni60A熔覆层的组织与性能,在35CrMnSi钢基体表面制备不同激光熔覆工艺参数的Ni60A熔覆层。利用XRD、蔡司显微镜、显微硬度仪等测试方法,分析熔覆层的物相组成、宏观形貌、显微组织及显微硬度,并计算熔覆层的稀释率。结果表明,激光功率1500 W、扫描速度10 mm/s时所获得熔覆层的组织与性能最佳。该参数下熔覆层内部没有产生显微裂纹,枝晶连贯性良好且枝晶间距也较小,其稀释率最小为7.15%,显微硬度最高为9.96 GPa。

离焦量对农机深松铲Ni60表面熔覆层质量的影响

研究激光熔覆过程中离焦量对农机深松铲表面熔覆层质量的影响。在扫描速度和送粉电压不变的情况下,分析不同的离焦量对熔覆层的维氏硬度和金相组织的影响,确定离焦量的最优值。结果显示:离焦量为360 mm时,熔覆组织均匀,晶体细小的熔覆层、细小、高硬度、耐磨性、耐腐蚀性均良好。适宜的离焦量有利于获得最佳性能。

20CrMnMo钢深层渗碳工艺的探究

逆止器是大型带式输送机制动系统的关键部件,其内外圈表面的硬度、耐磨性、承载能力是决定产品质量的关键因素。通过对普通渗碳钢20CrMnMo深层渗碳工艺进行研究,优化了深层渗碳工艺,对深层渗碳零件进行性能检测,对金相组织及显微硬度进行分析,为逆止器内外圈深层渗碳确定了合理的渗碳工艺。

Study on the laser treatment of electroless Ni-P-SiC composite coatings

Effect of the laser treatment on electroless Ni-P-SiC composite coatings was investigated. The microscopic structure, surface morphology, ingredient, and performance of the Ni-P-SiC composite coatings were synthetically analyzed by the use of X-ray diffraction apparatus, scanning electron microscope, energy distribution spectrometer, micro-hardness tester, wear tester and so on. It was found that the composite coatings did make crystalloblastic transformation after laser heating. Structural analysis confirmed that some new types of phase Ni2Si or Ni3Si compound would emerge in the Ni-P-SiC coatings after laser treatment. The micro-hardness measurement results showed that when the laser power was 450 W with scanning speed of 0.5 m/min, the hardness of the coating was superior to the coating obtained by the conventional furnace heating, and wear resistance of the composite coating after laser treating could also improve.

激光立体成形Ti_2AlNb基合金的组织和相结构

采用以5 kW CO_2激光器为光源的激光立体成形(LSF)系统制备了两种成分的Ti_2 AlNb基合金,借助金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)方法及显微硬度测试,对合金的组织形貌、相组成以及硬度进行了分析。结果表明,原子数分数为Ti-20%Al-27%Nb(以下简称A_1)时,沉积态合金的显微组织和相组成沿沉积方向呈现出B2(固溶体)→B2+O(魏氏组织)→B2(固溶体)的变化特征;原子数分数为Ti-22%Al-27%Nb(以下简称A_2)时,沉积态合金由枝晶β(Ti_(Nb))和枝晶间的B2+O两相组成。在沿沉积高度增加方向上枝晶一次臂长度变化比较明显,从试样底部的25μm左右变化到试样顶部的80μm左右。A_1合金的显微硬度从试样底部至顶部呈现低→高→低的变化趋势;A_2合金整体的显微硬度变化不大。

渗碳淬火零件表面激光合金化后的组织特性研究

采用3000W CO2激光器对12Cr2Ni4A钢渗碳淬火表面进行了激光合金化处理。设计了激光合金化处理的工艺参数,获得了表面光洁、与基材形成良好冶金结合的合金化层。研究了渗碳淬火层激光合金化处理后的组织特性和显微硬度。结果表明,预置TH-2A型C-Si-B-RE合金化涂层的激光合金化能够显著地改善材料组织,显微硬度可达HV0.21150。研究还发现,激光处理后的零件表层与内部没有任何裂纹出现。研究表明,采用合适的材料设计和工艺参数,激光合金化可以有效地强化渗碳淬火零件。进一步为激光熔覆修复渗碳淬火零件提供了基础资料。

激光选区熔化WC 12Co复合材料成形工艺与性能研究

硬质复合材料因拥有高硬度、高强度和耐磨性好的特点,常被用做刀具生产的合金材料。使用激光选区熔化技术,通过改变成形工艺参数激光功率和扫描速度,制备WC 12Co硬质合金样件,研究工艺参数对成形试样致密度、截面金相组织和显微硬度的影响。结果表明:当激光扫描速度值不变时,随着激光功率的增大,成形试样的致密度呈现逐渐增大的趋势;当激光功率值不变时,随着激光扫描速度的增大,成形试样致密度先增大后减小,扫描速度对致密度的影响较为明显;线能量密度值过大或者过小都不利于试样致密度的提高;在激光功率290 W、扫描速度为900 mm/s的最佳参数组合下,得到了致密度为91.392%的WC 12Co试样。通过对工艺参数进行合理匹配设计,为SLM成形WC 12Co应用于实际工业生产提供了理论和工艺实践参考。

激光冲击强化对7050铝合金小孔结构残余应力和疲劳性能的影响

研究了激光冲击强化对7050 T7451铝合金小孔结构显微硬度、残余应力和疲劳性能的影响。结果表明:当激光能量为30 J、光斑直径Ф4 mm,冲击2次时,7050 T7451铝合金显微硬度显著提高,表层硬度相对于母材提高约12%且硬化层深度可达1 mm;残余压应力幅值超过300 MPa,影响深度可达约1 mm,明显大于喷丸强化残余应力影响层深度。激光冲击诱导的残余压应力可提高疲劳裂纹的萌生抗力,其较深的残余压应力层则有利于延长裂纹的扩展寿命。激光冲击强化后小孔结构疲劳寿命相对于母材提高了4.7~17.6倍,且其疲劳寿命增益及稳定性明显优于喷丸强化。