当前位置: 首页 » 行业资讯 » 技术资料 » 正文

碳钢件表面裂纹缺陷激光修复研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-10-14  来源:中国无缝钢管网  浏览次数:190
核心提示:  碳钢件表面裂纹缺陷激光修复研究叶和清王忠柯许德胜左都罗黄素逸苏雪峰(华中科技大学1激光技术国家重点。  0激光器,激光功率1200~4500W,光斑直径2~5,焦距280mm扫描速度4~8mm/s

  碳钢件表面裂纹缺陷激光修复研究叶和清王忠柯许德胜左都罗黄素逸苏雪峰(华中科技大学1激光技术国家重点。

  0激光器,激光功率1200~4500W,光斑直径2~5,焦距280mm扫描速度4~8mm/s,Ar气同轴保护。根据裂纹走向、深宽等特征,调整激光修复工艺参数。

  XA-8800R型电子探针测试分析修复区的成分。3结果与讨论3.修复区的组织由于激光加热速度快,温度高,合金的熔化与凝固在较短时间内完成,激光重熔区与填充堆焊层组织具有快速凝固组织的特点。由(d)可看出在堆焊填充层与零件基体的交接处明显存在一白色熔合带,表明填充层与基体己呈良好的冶金结合。在白亮区的上部存在联生的胞状晶,这就是平面晶与胞状晶的过渡形态。向上随着温度梯度G和凝固速率R的变化,晶粒就由平面晶过渡到胞状晶再到枝晶zui后发展形成等轴晶,随着温度的不断降低,晶粒长大速度不断降低,同时凝固速度的不断大使成分梯度越来越大,造成过冷度大,因而形核率大,所以晶粒也便越来越细小。在凝固过程中,枝晶的生长和组织的形成受冷速、形核、结晶取向等因素的影响,组织形貌中有针状、羽毛状析出物分布在枝晶基体上((a))。枝晶的生长排列具有较强的规贝I性含Ni,并有大量Cu,Fe溶于其中,而固溶体2主要含Ni,Cu和Fe少于枝晶骨架,Si含量大于枝晶骨架。

  3.修复区堆焊层的成分与相结构由可看出修复区堆焊层的组织主要由枝晶骨架1,黑色网状固溶体间2和分布在固溶体上的要分布于枝晶骨架中,而Si,Cr则主要分布于固溶体中,固溶体及晶界上的黑色颗粒是Cr的富集点,而Ni在固溶体和枝晶骨架中都占有绝对的地位,但它更富集于固溶体中。

  表1电子探针测得的修复区堆焊层的成分(wt-%)Table1Compositionsoffilled X-射线衍射测试分析,枝晶骨架为先析出相YNi,其中固溶有大量的Cu和Fe,它们不仅起到固溶强化的作用,而且Cu具有减磨和耐蚀的作用,而枝晶骨架间隙主要含有YNi,NiSi2,Cr3Ni2,CrSi,黑色表2电子探针测得的修复区过渡区的成分(wt-%)Table2Compositionsoftransition 3.3修复区中过渡区的成分与相结构和表2表明,修复区的填充层到过渡区,Si,Cr,Ni,Cu含量降低,而Fe含量加。基体的溶化使填充层和基体实现了冶金结合,在一定范围内存在元素的互扩散现象,可以看出Si,Ni,Cu主要分布于过渡区靠填充层一侧,只有少量扩散到基体中,而1,则相反以上元素的分布在填擂基体的交界处都有明显的界限,这正是激光能量密度集中,加热、冷却迅速没有足够时间让元素进行扩散均匀的体现,而C由于扩散能力较强,所以在过渡区的过渡较平缓。基体的熔化引起过渡区中的C的含量加,C对Si具有一定的排斥作用,C对Cr具有固定作用,形成铬的碳化物从而使Cr的含量加。

  3.4修复区的硬度测试结果表明,修复区送料堆焊层的硬度明显高于碳钢基体的硬度,约在HV.400~HVo.2450,随后硬度值由堆焊层到过渡区逐渐降低,至零件基体趋于恒定。零件热影响区由于淬火作用产生马氏体其硬度高于基体心部。修复区的硬度受其成分、组织、相结构等因素的影响,组织和成分分布的不均匀性决定了硬度值分布的波动性。

  4结论采用双光束激光实现裂纹区重熔及送料堆焊修复碳钢零件表面裂纹是可行的。但从表层的微裂纹到大深度裂纹的修复还有待于系统研究。

  裂纹修复区堆焊层与零件基体间存在一明显的白色熔合结合带,组织结构中存在联生的胞晶组织及针状组织。枝晶为先析出相YM,固溶有大量的Cu和Fe;枝晶间隙除低熔点金属外,含有7-Ni,NiSi2,Ci.3Ni2,CiSi.修复区送料堆焊层的硬度明显高于碳钢基体的硬度,约在HV0.2400~HV0.2450,随后由堆焊层到过渡区逐渐降低。

 
 
[ 行业资讯搜索 ]  [ ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]

 
0条 [查看全部]  相关评论

 
推荐图文
推荐行业资讯
点击排行
关闭