45钢激光熔覆的组织与性能

本文采用与氧乙炔喷焊对比的方法 ,研究了激光熔覆层和基体热影响区的组织形态和组成相及合金层与基材的结合状况 .试验结果表明 ,激光熔覆层的组织形态是以等轴晶状和数枝状为主的共晶组织 .熔覆层和基体的热影响区界限分明 ,过渡层很窄 .基体的热影响区为淬火状态的马氏体 ,越靠近熔覆层马氏体越细小 .试样的基体组织对熔覆层组织影响不大 .     

提高矿用刮板输送机链轮耐磨损性能的试验研究

利用等离子熔覆技术，在矿用刮板输送机链轮链锅齿面部位熔覆了一层高硬度高耐磨性的高铬铁基合金，获得了呈冶金结合的熔覆层。对熔覆层的组织及性能进行了检测和分析，结果表明：该冶金层内的主要组织为等轴晶、枝品及类枝品，在γ-（Fe，Ni）固溶体上弥散分布有合金碳化物（Cr，Fe）7（C，B）3。这种显微组织硬度较高，耐磨性较好。经等离子熔覆后的链轮使用寿命显著提高，平均提高15倍左右。     

激光熔覆H13-TiC复合涂层的力学性能测试与数值模拟

为提高热作模具钢的使用性能和寿命,利用激光熔覆技术在H13钢表面制备了H13-TiC复合涂层,研究了不同TiC含量下H13-TiC复合涂层的力学性能,并分析了各试样拉伸后的断口形貌。结果表明：激光熔覆后熔覆层硬度、强度都明显高于基体硬度、强度,这是熔覆层中弥散和细晶强化共同作用的结果;熔覆层的断裂机制是脆性断裂和塑性断裂的混合型。最后,基于Mori-Tanaka平均场理论,分析了颗粒增强H13-TiC复合涂层的弹塑性性能,理论预测与实验结果基本吻合。     

YG20/45钢激光熔钎焊焊缝界面显微组织与元素扩散研究

针对YG20/45钢异种金属焊接时，存在焊缝接头脆性高及焊缝连接性能差等缺点，课题组提出以Cu/Invar/Ni复合层为中间层进行激光熔钎焊焊接，研究焊缝区域微观组织、化学成分及元素扩散规律。试验结果表明：母材硬质合金中的WC晶粒棱角在焊接试验中会溶解，部分晶粒聚集但不长大，从而降低了焊接接头的脆性；在焊缝过渡区Invar合金和硬质合金中的元素发生扩散反应，其中Invar合金中的Fe和Ni元素补充硬质合金流失的Co元素，形成粘结相，提高了焊接母材的连接性；硬质合金和45钢之间加Cu/ Invar/Ni复合层，激光钎焊接头宏观形貌都较好，在母材厚为4 mm时，试验采用激光功率为1 700 W，激光扫描速度为0.1 m/s，离焦量-3 mm时可以获得冶金性良好的焊接接头。     

激光熔覆碳化物/钴基涂层的高温氧化性能研究

为了提高因瓦合金的高温抗氧化性能，课题组利用光纤激光器以添加不同成分纳米粒度的碳化物和钴的复合粉末作为熔覆材料，在因瓦合金表面制备2种不同复合涂层。通过扫描电子显微镜、能谱仪对熔覆层的微观组织及物相组成进行表征；利用箱式电阻炉在800 ℃温度下循环35 h对母材和熔覆层进行高温氧化实验，对氧化后的母材及涂层利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪研究其氧化层成分。研究结果表明：熔覆层与母材实现良好的冶金结合，无气孔等明显缺陷；添加Cr3C2的涂层（C1）主要由胞状晶、柱状晶等组成，而添加VC的涂层（C2）包含更多的鱼骨状枝晶和羽毛状枝晶，并且C1的涂层组织比C2更为细小均匀，界面也更为明显。2种复合涂层的高温抗氧化性相较于母材都有了极大的提升，尤其是试样C1的内氧化层厚度相对母材明显减小，它的内、外氧化层厚度比C2也更小。Cr的加入有利于在界面处形成致密的氧化层Cr2O3，阻碍氧向基体的扩散，极大地提高了因瓦合金的高温抗氧化性。     

碳化钨对自熔合金Ni60B喷熔层耐磨性的影响

在自熔合金粉末Ni60B中分别加入不同含最的碳化钨（WC），采用氧-乙炔火焰为热源．喷涂并重熔．形成喷熔层．对喷熔层进行了宏观硬度试验、磨粒磨损试验以及显微组织分析．试验结果表明；Ni60B喷熔层随WC加入量的不同．宏观硬度有比较明显的提高．喷熔层的耐磨性最初随WC加入量的增加而提高，达到35％时．喷熔层耐磨性最佳．超过这一含量．喷熔层耐磨性又明显下降．随WC加入量的增加．喷熔层中单位体积内由WC与W2C形成的块状混合物数量增加，块状物的数量会影响喷熔层的耐磨性．     

碳素工具钢(T8)激光熔覆组织分析

本文研究了T8钢在不同热处理条件下激光熔覆镍基自熔合金粉后基体各区域的组织。实验结果表明：激光熔覆后基体各区域的组织形态与基材前期的热处理制度无关。基体热影响区的组织均为淬火马氏体，基体保持原热处理状态下的组织，在基体与熔覆层之间不存在因成分扩散而形成的过渡区，熔覆层与基体之间存在明显的界面。     

20钢激光熔覆热影响区组织分析

本文研究了20钢退火态，淬火态激光熔覆热影响区的组织，电镜复型照片显示，在30微米的热影响区内组织变化呈明显的规律，熔覆层与基体间有明显的界面。     

脉冲电流对铁基合金凝固组织的影响

利用自行设计的脉冲电流发生装置和高温坩埚炉研究了脉冲电流对Fe70Cr18Ni12合金凝固组织的影响。结果表明,脉冲电流可明显细化Fe70Cr18Ni12合金的凝固组织,使该合金的晶粒尺寸由240μm细化到1.8μm;同时脉冲电流处理可改变合金凝固组织中奥氏体相和铁素体相的相对含量。     

铁基非晶合金非晶形成能力的分子动力学模拟

采用分子动力学方法,模拟了Fe60Cr20Mo20和Fe50Cr20Mo20M10(M=Ni, W) 铁基非晶合金的形成过程,通过加热至熔融态再淬火的方法计算出了Fe60Cr20Mo20、Fe50Cr20Mo20Ni10和Fe50Cr20Mo20W10三种合金形成非晶的临界冷速及一系列热力学参数。结果表明,三种合金形成非晶的临界冷速分别为15.7 K/ps、3.62 K/ps和1.04 K/ps,四元合金较三元合金形成非晶所需的临界冷速大大降低,而W元素的添加更能提高合金的非晶形成能力。另外,通过热力学参     

热作工具钢5CrNiMo的放电熔涂强化

本文研究了热作工具钢5CrNiMo的表面放电熔涂硬质合金YG8的工艺。测定了熔涂层的显微硬度、耐软化性、耐磨性、冷热疲劳和耐氧化性能。用分析电镜观察了熔涂层的组织和合金元素的分布。还通过生产现场进行了模具寿命试验。研究结果表明,熔涂层具有高硬度、抗软化,抗塑变、抗氧化、抗腐蚀、耐热和耐磨的优良性能。熔涂层与基体钢材结合牢固,能够经受热模锻生产过程的考验,显著提高模具使用寿命。确认,此项研究结果可在模锻生产中推广应用,能够取得明显的经济效果。     

热处理制度对多晶Ni-Mn-Ga合金马氏体相变和磁感生应变的影响

本文研究了不同热处理制度对多晶Ni52.5Mn23.5Ga24合金马氏体相变点、室温下材料的显微组织、磁感生应变大小的影响．结果表明：该材料的马氏体相变热滞后与热处理制度有关．随着热处理时间的增长．合金的晶粒变大．合金的磁感生应变也变大．     

Cu-Ni-Si-Cr合金动态再结晶行为及组织演变研究

利用Gleeble 1500D热模拟试验机,研究了Cu Ni Si Cr合金在不同应变速率和不同变形温度下流变应力与应变速率、变形温度之间的关系及其组织在热压缩过程中的变化.结果表明,应变速率和变形温度的变化对合金的再结晶影响较大,变形温度越高,合金越容易发生动态再结晶,应变速率越小,合金也越容易发生动态再结晶;在同一应变速率下合金动态再结晶的显微组织受到变形温度的强烈影响;并利用Arrhenius双曲正弦函数求得Cu Ni Si Cr热变形激活能Q为265.9 kJ/mol.     

Nd对AZ91镁合金显微组织及硬度的影响

本文利用真空电磁感应熔炼炉制备了AZ91-X%Nd(X=0,1.5,2.0,2.5)合金,采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段表征了试验合金的相组成及显微组织,并测试和分析了合金的硬度。结果表明:AZ91镁合金中添加Nd后合金组织细化,当Nd含量为2.5%时,晶粒平均尺寸在25μm左右,合金组织主要由α-Mg、β(Mg17Al12)、Al2Nd和Al3Nd相组成。随着Nd含量的增加,沿晶界呈半连续网状分布的β(Mg17Al12)细化为岛状、粒状和长条状的Al2Nd、Al3Nd稀土相逐渐增多且有长大趋势。硬度测试结果显示:添加Nd元素后AZ91镁合金硬度均得到提高,随着Nd含量的增加合金硬度逐渐升高,当Nd含量为2.5%时硬度达到最大,为82.17HV。     

不锈钢电子束钎焊和真空钎焊接头显微组织研究

本文采用BNi-2、BПP-1两种钎料,对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了电子束钎焊和真空钎焊,并对其接头进行了显微组织分析.结果表明,两种钎料电子束钎焊形成的接头显微组织主要都是固溶体;BNi-2钎料真空钎焊形成接头的显微组织是由两部分组成的,一部分是位于母材附近的镍固溶体,另一部分是位于钎缝中心的化合物组织;BПP-1钎料真空钎焊形成接头的显微组织是由铜-镍固溶体和钎缝中少量的化合物相组成的.     

激光熔覆生物陶瓷涂层温度场模拟

针对生物陶瓷涂层预置粉末式激光熔覆的特点,综合考虑接触热阻、材料物理性能参数、涂层厚度和激光吸收率 等因素,建立了熔覆过程温度场的数值模型,对基体熔池尺寸和形状进行了数值计算,并与实验结果进行对比分析。结 果表明,模型能较好地反映激光熔覆过程中的温度场分布。激光熔覆过程中,存在明显的热积累现象,且预置粉末层厚 度对温度场影响较大。     

激光热处理对EX1压铸模具钢组织和性能的影响

为了提高模具钢EX1性能,课题组采用5 kW光纤激光加工制造系统激光器,对EX1钢表面进行激光强化处理。采用扫描电子 显微镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机等研究了激光强化工艺参数（激光功率P,扫描速度v）对EX1钢激光淬火层的组织、硬度及摩擦磨损的影响。研 究结果表明：激光强化处理后硬化层的显微组织明显细化,淬火区硬度明显高于基体。该研究提高了EX1钢表面的光滑度,降低了摩擦因数。     

牙轮钻头强化用YQ4堆焊层组织性能研究

利用自主开发NiCrBSiCu合金粉研制了YQ4堆焊焊条，采用氧乙炔堆焊工艺制作了堆焊试样，利用剪切实验测试了堆焊层强度，冲击磨料磨损实验测试了试样的耐磨性，利用扫描电子显微镜观察了断口显微组织特征。实验结果表明：YQ4硬质合金堆焊层中过渡层组织细小，耐磨层中脆性硬质合金相上均匀分布了韧性微孔结构低熔点合金，硬质合金分布致密、均匀、多层堆垛，基体与过渡层以及硬质合金之间结合良好，平均剪切强度600MPa，高于牙轮钻头工作要求，抗冲击磨料磨损能力提高近2倍，在组织与性能上都满足牙轮钻头齿面强化要求     

喷射沉积高强铝合金显微组织的研究

利用光学显微镜、透射电子显微镜研究了喷射沉积A l-Zn-M g-Cu合金的显微组织,同时研究了不同热处理工艺对合金组织的影响,实验结果表明,喷射沉积工艺得到的组织中晶界偏析不严重,晶粒多为等轴晶,且组织均匀,得到的沉淀相组织细小、弥散,沉淀相尺寸大约10 nm左右.     

激光立体成形Ti-6Al-4V时效态合金显微组织结构研究

利用激光立体成形技术制备了Ti-6Al-4V(TC4)合金,随后对其进行退火和固溶时效处理.分别利用OM、SEM和STEM在不同尺度对时效态TC4钛合金的显微组织、结构和元素分布进行了研究.结果表明:时效态TC4钛合金晶界处存在连续分布的初生α相,晶内为网篮组织,由交叉分布的板条状α相组成,其宽度约为2μm;板条状α相中残留的β相以网状结构弥散分布在其内部;相邻板条状α相之间存在β相和次生α相组成的两相区,α相富含Al元素,β相富含V元素,验证了两相之间具有(0001)_α//(110)_β、■的取向关系.