45钢激光铬钼硼合金化工艺研究

发布时间：2017-03-23 02:14

  本文关键词：45钢激光铬钼硼合金化工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文利用CO2激光成套设备在45钢表面分别制备了铬、钼、硼及铬钼硼合金化层,研究了激光工艺参数和成分配比等对合金化层组织和性能的影响,优化了激光铬钼硼合金化的工艺,研究结果表明:(1)在激光铬合金化中,得到最佳工艺参数为:激光功率5.2kw,激光扫描速度8mm?s-1,预涂层厚度0.15mm,激光焦距330mm,搭接率30%。经最佳工艺参数得到的铬合金化层,其平均硬度为473HV,合金化层厚度为1350μm。热影响区厚度为120μm,硬度由表及里从473HV到201HV呈梯度分布。铬合金化层组织为含Cr的化合物层,以Fe-Cr、CrxFey等为主,合金化层组织形态为柱状晶,由表及里柱状晶逐渐变大。(2)在激光钼合金化中,得到最佳工艺参数为:激光功率4.3kw,激光扫描速度8mm?s-1,预涂层厚度0.25mm,激光焦距330mm,搭接率30%。经最佳工艺参数得到的钼合金化层,其平均硬度为723HV,合金化层厚度为890μm。热影响区厚度约为120μm,硬度从723HV到203HV呈梯度分布。合金化层的组织是含Mo的化合物层,以Fe2Mo、FeMo、Mo2C为主,组织形态由表及里从等轴晶向柱状晶过渡。(3)在激光硼合金化中,得到最佳工艺参数为:激光功率4kw,激光扫描速度8mm?s-1,KBF4添加量3wt.%,激光焦距320mm,搭接率30%,预涂层厚度0.15mm。经最佳工艺参数得到的硼合金化层,其厚度约为860μm,合金化层平均硬度达到1350HV。热影响区厚度约为100μm,硬度由1350HV到230HV呈梯度分布。硼合金化层组织为Fe2B及少量α-Fe,组织形态由表及里从胞状晶过渡到树枝晶。(4)在激光铬钼硼三元合金化中,得到最佳工艺参数为:激光功率3.7kw,激光扫描速度8mm?s-1,铬钼硼添加量2:1:1,搭接率30%,激光焦距330mm,预涂层厚度0.15mm。经最佳工艺参数得到的合金化层,其平均硬度为970HV。热影响区硬度从970HV到230HV呈梯度分布。合金化层组织Cr、Mo、B的化合物层,由Fe2B、FeMo、Fe-Cr、Cr2B、Cr7BC4等组成,合金化层组织形态由表及里呈不规则胞状晶过渡到柱状晶。
【关键词】：45钢 铬钼硼 激光合金化 合金化层组织 显微硬度
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要3-5
• abstract5-11
• 第一章 绪论11-30
• 1.1 课题背景及意义11-12
• 1.2 激光合金化技术概述12-17
• 1.2.1 激光合金化的原理12-13
• 1.2.2 激光合金化的特点13
• 1.2.3 激光合金化的工艺13-15
• 1.2.4 激光合金化的设备15-16
• 1.2.5 激光合金化的数值模拟16-17
• 1.3 激光合金化的研究现状17-23
• 1.3.1 激光合金化工艺研究现状17-21
• 1.3.2 金属基涂层合金化的研究现状21-23
• 1.3.3 非金属基涂层合金化的研究现状23
• 1.4 激光合金化的应用研究23-27
• 1.4.1 激光合金化在汽车零配件中的应用23-24
• 1.4.2 激光合金化在轧辊中的应用24-25
• 1.4.3 激光合金化在模具中的应用25-26
• 1.4.4 激光合金化在齿轮中的应用26-27
• 1.5 激光合金化存在的问题和发展趋势27-28
• 1.5.1 激光合金化存在的问题27
• 1.5.2 激光合金化的发展趋势27-28
• 1.6 本论文研究的主要内容28-30
• 1.6.1 本文主要内容28-29
• 1.6.2 试验方案及技术路线29-30
• 第二章 试验条件及方法30-33
• 2.1 试验条件30-31
• 2.1.1 试验材料30
• 2.1.2 试验设备30-31
• 2.2 试验方法31-33
• 2.2.1 激光合金化31
• 2.2.2 金相组织观察31-32
• 2.2.3 合金化层物相分析32
• 2.2.4 显微硬度的检测32-33
• 第三章 45钢激光铬合金化的工艺研究33-41
• 3.1 前言33
• 3.2 激光铬合金化的工艺优化33-38
• 3.2.1 激光功率对铬合金化层硬度及厚度的影响33-35
• 3.2.2 激光扫描速度对铬合金化层硬度及厚度的影响35-36
• 3.2.3 预涂层厚度对铬合金化层硬度及厚度的影响36-38
• 3.3 激光铬合金化的组织及物相分析38-39
• 3.4 铬合金化的显微硬度分析39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 45钢激光钼合金化的工艺研究41-49
• 4.1 前言41
• 4.2 激光钼合金化的工艺优化41-45
• 4.2.1 激光功率对钼合金化层硬度及厚度的影响41-42
• 4.2.2 激光扫描速度对钼合金化层硬度及厚度的影响42-44
• 4.2.3 预涂层厚度对钼合金化层硬度及厚度的影响44-45
• 4.3 激光钼合金化的组织及物相分析45-47
• 4.4 钼合金化的显微硬度分析47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第五章 45钢激光硼合金化的工艺研究49-57
• 5.1 前言49
• 5.2 激光硼合金化的工艺优化49-54
• 5.2.1 激光功率对硼合金化层厚度及硬度的影响50-51
• 5.2.2 激光扫描速度对硼合金化层厚度及硬度的影响51-52
• 5.2.3 催化剂KFB4添加量对硼合金化层厚度及硬度的影响52-54
• 5.3 激光硼合金化的组织及物相分析54-56
• 5.4 硼合金化的显微硬度分析56
• 5.5 本章小结56-57
• 第六章 45钢激光铬钼硼多元合金化的工艺研究57-64
• 6.1 前言57
• 6.2 激光铬钼硼多元合金化的工艺优化57-60
• 6.2.1 激光功率对合金化层硬度的影响58-59
• 6.2.2 激光扫描速度对合金化层硬度的影响59
• 6.2.3 铬钼硼成分配比对合金化层硬度的影响59-60
• 6.3 激光铬钼硼合金化的组织及物相分析60-62
• 6.4 铬钼硼合金化的显微硬度分析62-63
• 6.5 本章小结63-64
• 第七章 结论及展望64-67
• 7.1 结论64-65
• 7.2 展望65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-72
• 硕士期间发表的论文72

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