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(duì)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?dú)w功于熔覆層中晶粒細(xì)小、形成了過(guò)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(duì)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(duì)熔覆層耐磨性的影響。研究表明:干滑動(dòng)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(rùn)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(rùn)滑劑時(shí)的磨損體積損

4、失量分別只有干滑動(dòng)摩擦磨損時(shí)的0.013和0.014倍，可見(jiàn)所制備的熔覆層在800℃環(huán)境下工作時(shí)，必須使用潤(rùn)滑劑。
　　研究了激光工藝參數(shù)對(duì)熔覆層熱疲勞性能的影響，熱疲勞裂紋的萌生及擴(kuò)展機(jī)理以及熱疲勞試驗(yàn)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(kuò)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