電機(jī)主軸激光修復(fù)層組織及斷裂研究.pdf

1、軸類零件的使用在現(xiàn)代工業(yè)中占有舉足輕重的地位，隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，軸類零件的工作環(huán)境日趨復(fù)雜，報(bào)廢率也日趨提高。激光修復(fù)具有高能量高密度，熱輸入可控性好，加工位置可精確定位的特點(diǎn)，可通過(guò)與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)軸類零件修復(fù)的快速高效。因此采用激光修復(fù)已成為軸類零件修復(fù)的趨勢(shì)。
　　本課題針對(duì)電機(jī)主軸在激光修復(fù)后出現(xiàn)斷裂失效的問(wèn)題，對(duì)電機(jī)主軸激光修復(fù)層進(jìn)行顯微組織微觀形貌、物相特征以及斷裂機(jī)制的分析研究，以有效改進(jìn)激光修復(fù)工

2、藝，指導(dǎo)工廠生產(chǎn)。
　　采用光學(xué)顯微鏡及顯微硬度儀對(duì)修復(fù)層顯微組織形貌特征及顯微硬度分布特征進(jìn)行觀察分析，修復(fù)層根據(jù)顯微組織形貌特征劃分為熔覆區(qū)、熱影響區(qū)以及過(guò)渡區(qū)。其中熔覆區(qū)呈現(xiàn)類共晶組織特征，依次形成平面晶、胞狀晶及樹(shù)枝晶等晶態(tài)，樹(shù)枝晶晶粒粗大，主干較長(zhǎng)且二次橫枝形核較多，對(duì)熔覆區(qū)韌性具有一定程度的減弱作用。熱影響區(qū)完全重結(jié)晶區(qū)為晶粒細(xì)小的鐵素體和珠光體，而部分重結(jié)晶區(qū)殘余先共析鐵素體分布明顯。從熔覆區(qū)中心到母材方向上顯微硬度

3、整體呈減小趨勢(shì)，其中熔覆區(qū)顯微硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱影響區(qū)，熔覆區(qū)樹(shù)枝晶顯微硬度最高，平面晶處顯微硬度最小。
　　采用XRD衍射儀對(duì)熔覆區(qū)進(jìn)行物相組成分析，其物相組成主要為(Fe，Cr)固溶體（α相）和Cr-Fe固溶體（δ相），且(Fe，Cr)固溶體較多。其次還含有少量的固溶體CrFe4、 Fe-Cr-Ni、(Fe，Ni)等以及金屬間化合物Cr7C3。Cr-Fe固溶體及CrFe4固溶體較為硬脆，加速了合金的脆化。
　　采用掃描電子顯

4、微鏡及能譜分析儀對(duì)修復(fù)層微觀組織形貌組成，裂紋萌生機(jī)制及斷口表明形貌進(jìn)行分析研究，熔覆區(qū)平面晶為單一物相的(Fe，Cr)固溶體（α相），胞狀晶、樹(shù)枝晶基體均為(Fe，Cr)固溶體，浮凸處主要物相為Cr-Fe固溶體。
　　顯微裂紋類型為多邊化裂紋，萌生于過(guò)渡區(qū)熔覆區(qū)一側(cè)或母材一側(cè)。(Fe，Cr)固溶體處或Cr-Fe固溶體與(Fe，Cr)固溶體兩相界面處形成的多邊化邊界為顯微裂紋萌生的起源地，其擴(kuò)展方向有兩種，分別是與過(guò)渡區(qū)界面方向平