激光熔覆M3-2高速鋼組織及性能研究.pdf

1、高速鋼作為優(yōu)良的軋輥材料，其制造工藝正逐步向復(fù)合軋輥制造技術(shù)方向發(fā)展。本文提出將激光熔覆快速成形技術(shù)引進(jìn)到高速鋼復(fù)合軋輥的制造領(lǐng)域，探索了利用激光熔覆技術(shù)進(jìn)行單道熔覆M3∶2高速鋼，研究的主要內(nèi)容如下:
　　研究了激光工藝參數(shù)對熔覆層宏觀形貌、組織、物相及硬度的影響。研究表明:在所選激光工藝參數(shù)組合下，隨著激光能量密度的增加，熔覆層的寬度和厚度都有所增加，厚度增幅較大;熔覆層的顯微組織由等軸胞狀或枝狀馬氏體基體相、殘余奧氏體及晶間

2、連續(xù)網(wǎng)狀共晶碳化物組成;所制備熔覆層的最大平均顯微硬度值可達(dá)727.3HV0.3，這主要歸功于熔覆層中晶粒細(xì)小、形成了過飽和馬氏體基體相、晶間連續(xù)網(wǎng)狀碳化物和高應(yīng)力值。
　　研究了熱處理溫度對熔覆層物相、組織、殘余應(yīng)力及硬度的影響。研究表明:經(jīng)500℃熱處理后熔覆層中殘余奧氏體增多，高速鋼發(fā)生了二次析出，顯微硬度增加了4.3％;而經(jīng)800℃熱處理后熔覆層中殘余奧氏體消失，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)闈B碳體及回火索氏體，晶粒內(nèi)析出大量碳化物，顯微硬

3、度降低了32.5％。熱處理后熔覆層殘余應(yīng)力狀態(tài)由拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力。
　　研究了熱處理溫度及摩擦磨損條件對熔覆層耐磨性的影響。研究表明:干滑動摩擦磨損條件下，熱處理前后熔覆層耐磨性跟其顯微硬度的變化情況一致;經(jīng)500℃熱處理的熔覆層耐磨性最好;而經(jīng)800℃熱處理的熔覆層耐磨性最差，其磨損體積損失量是未經(jīng)熱處理的熔覆層的8.85倍。而在潤滑劑作用下，經(jīng)800℃熱處理的熔覆層耐磨性得到了極大的改善，以乳化劑和水作為潤滑劑時的磨損體積損

4、失量分別只有干滑動摩擦磨損時的0.013和0.014倍，可見所制備的熔覆層在800℃環(huán)境下工作時，必須使用潤滑劑。
　　研究了激光工藝參數(shù)對熔覆層熱疲勞性能的影響，熱疲勞裂紋的萌生及擴展機理以及熱疲勞試驗后熔覆層的硬度及耐磨性。研究表明:熔覆層在第Ⅰ階段20℃至500℃的冷熱循環(huán)中表現(xiàn)出優(yōu)良的抗熱疲勞性能，而在第Ⅱ階段20℃至800℃的冷熱循環(huán)中裂紋迅速萌生并進(jìn)入快速擴展階段;在所選熱疲勞試樣中，隨著激光能量密度的增加，熔覆層的抗