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激光熔凝改性Q235钢表面的微观组织和力学性能演变分析

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钢铁研究学报 2024年第5期36卷 640-649页

作者：丁浩川蓝永庭解远航华振虎张政广西科技大学机械与汽车工程学院广西柳州545006

为研究激光熔凝中激光功率和扫描速度对Q235材料表面的微观结构和宏观力学性能的影响规律,利用仿真软件模拟Q235受到激光照射时的熔池变化过程,并监测其中关键点的温度随时间变化趋势,利用金属材料相图分析计算软件分析Q235在升温和快... 详细信息

为研究激光熔凝中激光功率和扫描速度对Q235材料表面的微观结构和宏观力学性能的影响规律,利用仿真软件模拟Q235受到激光照射时的熔池变化过程,并监测其中关键点的温度随时间变化趋势,利用金属材料相图分析计算软件分析Q235在升温和快速降温后所析出的金相组织。采用单因素激光熔凝实验法,对激光扫描后的材料利用金相显微镜观测其金相组织。结果发现,Q235母材的铁素体和珠光体,熔化后完全形成奥氏体,随后经过快速冷却形成贝氏体和马氏体,通过金相分析的结果验证了数值模拟结果的有效性。对微观组织与力学性能演变分析,表明在扫描速度一定的情况下,扫描功率的增加会使材料的强度得到提高,同时在功率为1250 W的激光照射下也使伸长率相对于1000W的激光功率下整体有所提高;经过激光处理表面后,整体拉伸强度提高的同时,伸长率下降。研究结果可为改善Q235钢的力学性能提供新工艺。

关键词： Q235钢激光熔凝微观组织力学性能相图

激光熔凝车用304不锈钢组织及力学性能研究

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应用激光 2024年第5期 21-27页

作者：杨自斌武鹏超韩加强信阳职业技术学院汽车与机电工程学院福州大学机械工程及自动化学院上汽大众汽车有限公司

为提高车用304不锈钢的耐磨性，采用激光熔凝技术对车用304不锈钢表面进行强化。通过金相显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机、扫描电镜及能谱仪分别对熔凝层宏观形貌、微观组织、显微硬度、磨痕形貌及磨损机理进行分析。结果表明，激... 详细信息

为提高车用304不锈钢的耐磨性，采用激光熔凝技术对车用304不锈钢表面进行强化。通过金相显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机、扫描电镜及能谱仪分别对熔凝层宏观形貌、微观组织、显微硬度、磨痕形貌及磨损机理进行分析。结果表明，激光熔凝后，熔凝层无气孔、裂纹等缺陷，组织均匀致密。激光熔凝急热急冷的特性，显著细化了熔凝层的显微组织，熔凝层主要由树枝晶和等轴晶组成。细晶强化是熔凝层硬度提升的主要原因，熔凝层的显微硬度约为281 HV,相较于304不锈钢基体提升了约50%。由于硬度的提升，熔凝层的摩擦因数和磨损率均有下降，分别为0.544和2.46×10-5（N·m）。熔凝层磨损机理为磨粒磨损。激光熔凝可有效提升304不锈钢的硬度和耐磨性。

关键词：激光熔凝 304不锈钢硬度耐磨性

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激光熔凝316L不锈钢的摩擦学性能研究

应用激光 2022年第5期42卷 129-134页

作者：徐家乐谭文胜胡增荣王松涛周建忠常州信息职业技术学院智能装备学院江苏常州213164 苏州大学轨道交通学院江苏苏州215131 江苏大学机械工程学院江苏镇江212013

采用光纤激光器对316L不锈钢表面进行熔凝处理,研究了熔凝层微观组织演变及其摩擦学性能。结果表明:通过激光熔凝可在316L不锈钢表面获得冶金质量良好、无孔隙裂纹、厚度为500μm的熔凝层。与原始试样相比,激光熔凝处理使其表层从顶部... 详细信息

采用光纤激光器对316L不锈钢表面进行熔凝处理,研究了熔凝层微观组织演变及其摩擦学性能。结果表明:通过激光熔凝可在316L不锈钢表面获得冶金质量良好、无孔隙裂纹、厚度为500μm的熔凝层。与原始试样相比,激光熔凝处理使其表层从顶部至底部依次形成等轴晶、树枝晶与柱状晶的梯度细化组织,显微硬度提高约73.9%,摩擦因数降低约37.8%,磨损量降低约38.5%,磨损机制从磨粒磨损与黏着磨损转为轻微的磨粒磨损,表明其耐磨损性能经激光熔凝处理后得到明显提升。

关键词：激光熔凝 316L不锈钢显微组织摩擦磨损

NiTi合金激光熔凝处理及其生物腐蚀性能研究

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表面技术 2023年第1期52卷 364-371,420页

作者：仇安陈慧宋婕程学进丁红燕周广宏淮阴工学院江苏淮安223003 宿迁学院江苏宿迁223800

目的通过对NiTi合金表面进行激光熔凝处理,从而提高Ni Ti合金的耐腐蚀性能。方法利用紫外激光器对NiTi合金进行表面熔凝处理,借助扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)和X射线衍射仪(XRD)等技术手段,研究了... 详细信息

目的通过对NiTi合金表面进行激光熔凝处理,从而提高Ni Ti合金的耐腐蚀性能。方法利用紫外激光器对NiTi合金进行表面熔凝处理,借助扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)和X射线衍射仪(XRD)等技术手段,研究了激光熔凝处理前后Ni Ti合金的表面显微组织、成分和相结构。测试了激光熔凝处理前后NiTi合金表面与模拟体液(SBF)的接触角、熔凝层的显微硬度等表面性能。通过全浸腐蚀试验和电化学测试,研究了熔凝层在SBF溶液中的生物腐蚀性能,并分析了腐蚀机理。结果NiTi合金经过激光熔凝处理后,在合金的表层形成了厚度为90~150μm的熔凝层,熔凝层主要由TiO_(2)、β相以及少量的Ti O相组成。合金表面的平均显微硬度提高了153~279HV,合金的表面接触角增大,由亲水性转为疏水性。相较于未处理的样品,熔凝处理后的样品在SBF溶液中的腐蚀电位分别正移了435 mV和413 mV,腐蚀电流密度分别下降了83%、62%左右。熔凝处理后的样品在SBF溶液浸泡168 h后,SBF溶液中的Ni2+浓度下降了约1/3。结论以适当的激光加工参数对NiTi合金进行激光熔凝处理,可在NiTi合金表面形成致密的氧化膜,这层氧化膜和熔凝层可以有效地抑制NiTi合金在SBF溶液中的点腐蚀行为。

关键词： NiTi合金显微组织激光熔凝熔凝层生物腐蚀氧化膜

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激光熔凝与表面织构技术对摩擦性能的影响

制造技术与机床 2023年第4期 15-20页

作者：赵昌龙马振荣张海峰代兴宇沈文博长春大学机械与车辆工程学院吉林长春130022

讨论了饥饿润滑条件下,激光表面织构技术和激光熔凝技术在增强表面润滑性和耐磨性的作用。目的是增强激光表面织构的耐磨性,探讨表面织构增强润滑的作用。观察了基体材料Cr12MoV激光熔凝后熔化区、过渡区和基体的微观组织,检测分析了金... 详细信息

讨论了饥饿润滑条件下,激光表面织构技术和激光熔凝技术在增强表面润滑性和耐磨性的作用。目的是增强激光表面织构的耐磨性,探讨表面织构增强润滑的作用。观察了基体材料Cr12MoV激光熔凝后熔化区、过渡区和基体的微观组织,检测分析了金相成分,测试了显微硬度。对比研究了不同摩擦磨损环境下激光表面织构技术、激光熔凝技术对摩擦系数的影响。激光熔化区由晶粒细小的马氏体和大量的残余奥氏体组成。激光熔凝后,硬度达到了基体硬度的1.4倍。激光表面织构在低转数时增加润滑作用明显。全熔凝处理在各种不同摩擦磨损环境下都能起到耐磨作用。

关键词：激光表面织构激光熔凝摩擦系数显微硬度动压润滑

Inconel625及其去Mo和Alloy686粉末激光熔凝性能研究

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特种铸造及有色合金 2022年第10期42卷 1256-1262页

作者：王进才霍晓阳李雷樊贝贝米国发河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454000 上海电机学院材料学院上海200240

为延长20G高压锅炉管的使用寿命,采用激光熔凝技术在20G钢板表面制备了Inconel625及其去Mo和Alloy686镍基合金粉末的熔凝层,研究了3种镍基合金对激光熔凝层微观组织、硬度、抗拉强度,及550℃时高温耐腐蚀性能的影响。结果表明,Inconel62... 详细信息

为延长20G高压锅炉管的使用寿命,采用激光熔凝技术在20G钢板表面制备了Inconel625及其去Mo和Alloy686镍基合金粉末的熔凝层,研究了3种镍基合金对激光熔凝层微观组织、硬度、抗拉强度,及550℃时高温耐腐蚀性能的影响。结果表明,Inconel625的晶粒更集中偏向方向,其次是Inconel625去Mo的晶粒,Alloy686合金的晶粒虽有部分偏向于方向,但主要方向还是方向且晶粒大小更均匀。另外,Alloy686合金的硬度和抗拉强度最高,耐腐蚀性能最好,但塑韧性最差,伸长率只有10.8%。综合考虑,Inconel625熔凝层最适用于制备锅炉管的耐腐蚀层。

关键词：激光熔凝晶粒取向抗拉强度耐腐蚀性能

激光熔凝处理对Zr-1Nb核燃料包壳组织和性能的影响

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材料工程 2018年第8期46卷 120-126页

作者：杨胶溪贾无名王欣文强张晏玮柏广海王荣山北京工业大学激光工程研究院北京100124 苏州热工研究院有限公司江苏苏州215004

为了提高核燃料包壳Zr-1Nb合金的抗高温腐蚀性能,采用激光熔凝+真空退火热处理工艺对其进行表面处理。借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼等检测手段对锆管组织、成分及物相结构进行分析,使用探针式表面轮廓仪、显微硬度计... 详细信息

为了提高核燃料包壳Zr-1Nb合金的抗高温腐蚀性能,采用激光熔凝+真空退火热处理工艺对其进行表面处理。借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼等检测手段对锆管组织、成分及物相结构进行分析,使用探针式表面轮廓仪、显微硬度计和高压反应釜等仪器表征锆合金的粗糙度、硬度和耐蚀性。结果表明:经激光熔凝处理的锆管表面平整度提高;激光熔凝层物相主要由α-Zr和少量的m-ZrO2组成,且后续真空退火热处理没有改变锆合金的相组成;较高功率条件下进行激光熔凝显著降低锆管的高温耐蚀性能,而在较低功率进行激光熔凝工艺且辅助后续热处理的条件下,可以显著提高锆管的高温耐蚀性能;经激光熔凝处理后锆合金的显微硬度升高50~80HV0.1,热处理后硬度相应减小,但仍高于原始样品。

关键词：激光熔凝真空退火热处理 Zr-1Nb合金高温耐蚀性能

激光熔凝前处理对钛合金表面电沉积铜过程及耐蚀性的影响

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表面技术 2021年第11期50卷 83-92,110页

作者：陆丹华徐叶蕾吴国龙王晔张天亮姚建华浙江工业大学激光先进制造研究院杭州310023 高端激光制造装备省部共建协同创新中心杭州310023

目的通过激光前处理提高钛合金表面铜沉积层的质量及性能。方法采用振镜激光器在电沉积铜前对钛合金基体表面先进行激光熔凝处理,整个熔凝过程在气氛保护下进行。研究了激光熔凝前处理对沉积层与基体结合力的影响机理,对传统化学前处理... 详细信息

目的通过激光前处理提高钛合金表面铜沉积层的质量及性能。方法采用振镜激光器在电沉积铜前对钛合金基体表面先进行激光熔凝处理,整个熔凝过程在气氛保护下进行。研究了激光熔凝前处理对沉积层与基体结合力的影响机理,对传统化学前处理与激光熔凝前处理后铜沉积过程中的微观形貌、截面厚度、沉积层结合力和耐腐蚀性能进行了对比分析。结果采用激光熔凝前处理后,钛合金表层组织得到细化并产生大量位错,从而削弱了沉积初期的选择性,表面沉积速率更快,获得的沉积层厚度更大,沉积层孔隙更少、更致密。1 h相同沉积时间下,激光熔凝前处理的沉积层厚度为163.65μm,几乎达到化学前处理得到的沉积层厚度(97.97μm)的两倍,且沉积层表现出与基体更佳的结合力。耐蚀性测试得到化学前处理与激光前处理所得铜沉积层的腐蚀电压分别为‒0.441、‒0.393 V,腐蚀电流密度分别为55.18、5.913μA/cm^(2)。结论激光熔凝前处理提高了钛合金表面铜沉积层的沉积质量及其与基体间的结合力,同时提高了铜沉积层的耐腐蚀性能。

关键词：激光熔凝电化学沉积钛合金镀铜结合力耐蚀性

激光熔凝的数值模拟及其在激光定向凝固中的应用

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中国有色金属学报 2002年第3期12卷 458-463页

作者：刘振侠黄卫东杨森西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

建立了一套激光熔凝的数学模型和计算方法 ,给出了两种条件下熔池深度与扫描速度的关系曲线。计算结果与实验值吻合良好 ,验证了模型的有效性。根据计算分析了激光工艺参数与激光定向凝固组织的关系。据此通过工艺参数的匹配。

关键词：激光熔凝数值模拟定向凝固