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电渣重熔新技术的研究现状及发展趋势 被引量:9
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作者 彭龙生 刘春泉 +1 位作者 周浩 林英华 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期472-480,共9页
1940年美国霍普金斯获得了“Carol电铸锭”美国专利,电渣重熔技术被首次提出但未得到推广。1952年前苏联梅多瓦尔和巴顿两位科学家在实验室试制备了第一个不锈钢电渣锭。1958年,在乌克兰东南部城市扎波罗热第聂伯特钢厂建成了0.5 t P90... 1940年美国霍普金斯获得了“Carol电铸锭”美国专利,电渣重熔技术被首次提出但未得到推广。1952年前苏联梅多瓦尔和巴顿两位科学家在实验室试制备了第一个不锈钢电渣锭。1958年,在乌克兰东南部城市扎波罗热第聂伯特钢厂建成了0.5 t P909型电渣炉。1959年—1960年建成了世界上第一个电渣重熔车间,开启了电渣重熔技术工业化时代。英国是最早从事电渣重熔技术研究的西方国家,随后各国冶金工业者纷纷开始研制多种新型电渣炉。奥地利INTECO公司开发了快速电渣技术(ESRR),该技术实现了快速和连续化操作,但这种快速电渣重熔技术存在的主要问题是电结晶器寿命太短,影响了其市场推广。为了满足多种不同断面且钢锭细长的需求,INTECO设计了一种可抽拉式底水箱、电极交换、滑动接触的平行双线母排、无需大电流软连接理念的抽锭试电渣重熔炉。德国VSG公司建成了世界上第一台加压电渣炉,工作压力为4.2 MPa,可生产直径为1000 mm、质量达14.5 t的高氮钢锭,主要用于大型生产发电机护环钢。进入21世纪后,发达国家新建的电渣炉普遍采用保护气氛方式,德国还研究并设计制造了2台20 t的真空电渣炉分别在德国和日本得到工业应用。我国的电渣冶金技术起步也比较早,1958年我国冶金工作者开始电渣重熔技术的研究。1960年,双支臂抽锭式电渣重熔炉在重庆特殊钢厂成功建造。1964年在重庆召开第二届全国电渣冶金会议,这标志着着我国电渣冶金技术进入大规模研究开发和推广应用阶段。在过去的近60年中,我国冶金工作者在电渣冶金领域发现和发明了许多自己独特的理论和技术。21世纪以来,我国开发了一系列电渣重熔新技术,主要包括熔速控制的保护气氛电渣炉、真空电渣炉、加压电渣重熔设备及高氮钢制备技术、电渣连铸技术、电渣重熔超大扁锭技术、电渣� 展开更多
关键词 电渣冶金技术 保护气氛控制 导电结晶器 发展
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超高速激光熔覆技术的最新研究进展:关键技术特点及优势,设备研发及其技术参数 被引量:2
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作者 刘春泉 熊芬 +2 位作者 彭龙生 黄伟 林英华 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第17期172-190,共19页
超高速激光熔覆技术是近年新开发的表面涂层技术,本质是通过改变粉末的熔化位置,使粉末在工件上方与激光交汇发生熔化,随之均匀涂覆在工件表面,从而具有优质高效、绿色低成本、高质量和高适应性、低热输入和低激光功率、低稀释率和高性... 超高速激光熔覆技术是近年新开发的表面涂层技术,本质是通过改变粉末的熔化位置,使粉末在工件上方与激光交汇发生熔化,随之均匀涂覆在工件表面,从而具有优质高效、绿色低成本、高质量和高适应性、低热输入和低激光功率、低稀释率和高性能等特点。首先,简要介绍了超高速激光熔覆关键技术特点及技术优势、国内外超高速激光熔覆装备发展现状;其次,结合最新研究成果重点阐述了影响超高速激光熔覆制备的涂层最终组织结构与性能的关键技术参数(所采用的熔覆材料、激光功率、搭接率、光斑直径、熔覆速度、送粉量和送粉压力等);最后,详细介绍了超高速激光熔覆制备的涂层质量检测参数,包括熔覆层厚度、结合强度、孔隙率、稀释率、表面粗糙度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性等熔覆效果。通过综述超高速激光熔覆技术的特点、优势以及关键技术参数,以期为超高速激光熔覆技术的进一步改进与提升、设备研制等方面取得更多进展提供借鉴和指导。 展开更多
关键词 超高速激光熔覆 涂层 特点与优势 关键技术参数
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轧制方式及热处理工艺对中锰钢组织和性能的影响 被引量:4
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作者 彭龙生 刘春泉 +3 位作者 熊芬 张颖 黄伟 林英华 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期106-112,共7页
中锰钢Fe-0.11C-5.23Mn-1.11Al-0.10Si经不同方式(热轧(HR)、温轧(WR)和冷轧(CR))轧制后,分别进行不同工艺热处理(奥氏体逆相变(ART)和淬回火(Q&T)),研究不同轧制方式+热处理工艺对其组织和性能的影响。结果表明,HR+WR+ART处理试验... 中锰钢Fe-0.11C-5.23Mn-1.11Al-0.10Si经不同方式(热轧(HR)、温轧(WR)和冷轧(CR))轧制后,分别进行不同工艺热处理(奥氏体逆相变(ART)和淬回火(Q&T)),研究不同轧制方式+热处理工艺对其组织和性能的影响。结果表明,HR+WR+ART处理试验钢的显微组织主要由板条状奥氏体和铁素体组成,同时存在少量等轴块状奥氏体组织。HR+WR+ART处理试验钢的晶粒尺寸显著减小,具有高体积分数的残留奥氏体,可产生更为广泛的TRIP效应;经HR+WR+ART和HR+WR+Q&T处理后,试验钢均表现出较好的综合性能,但前者更优,即抗拉强度为1001 MPa,屈服强度为745.7 MPa,断后伸长率为49.2%,强塑积为49.25 GPa·%。 展开更多
关键词 中锰钢 轧制方式 热处理 残留奥氏体 力学性能
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基体预热对激光熔覆制备M2钢熔覆层表面硬度均匀性的影响 被引量:1
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作者 刘立培 陈皓 +4 位作者 杨仁人 林英华 彭龙生 彭宇霄 王新林 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期88-102,共15页
研究了基体预热对M2钢熔覆层表面硬度均匀性的影响,利用数学标准差方法表征了熔覆层表面硬度均匀性。结果表明:基体预热前,熔覆层表面凸起明显,组织结构为柱状晶和等轴晶混合组织,表面显微硬度极差为448.2 HV,硬度波动系数达83;基体预热... 研究了基体预热对M2钢熔覆层表面硬度均匀性的影响,利用数学标准差方法表征了熔覆层表面硬度均匀性。结果表明:基体预热前,熔覆层表面凸起明显,组织结构为柱状晶和等轴晶混合组织,表面显微硬度极差为448.2 HV,硬度波动系数达83;基体预热后,熔覆层表面平整度变好,组织结构转变为单一形态树枝晶,表面显微硬度极差为176.1 HV,硬度波动系数降低到46.3。通过温度场数值模拟,发现基体预热使熔池峰值温度提高,但在中心到边缘区间,温度梯度在熔池凝固过程中降低;通过残余应力数值模拟,发现基体预热不仅降低熔覆层内残余应力,还降低熔覆层内残余应力的波动幅度。最后,结合温度场、应力场模拟结果及组织结构,探讨了基体预热对熔覆层表面硬度均匀性的影响机理。 展开更多
关键词 CR12MOV 激光熔覆 M2钢 预热 硬度均匀性 数值模拟
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Mo和Ni对Cr12MoV轧辊表面Fe90熔覆层冲击韧性和耐磨性的影响
5
作者 杨仁人 刘立培 +2 位作者 林英华 彭龙生 王新林 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期138-151,共14页
损伤Cr12MoV冷轧工作辊的激光修复需要实现熔覆层性能恢复至与原母材性能相当,然而,采用激光熔覆Fe90合金粉末制备的熔覆层的冲击韧性、耐磨性与Cr12MoV冷轧工作辊性能存在差异。本课题组在Fe90合金粉末的基础上,通过添加一定的Mo和Ni... 损伤Cr12MoV冷轧工作辊的激光修复需要实现熔覆层性能恢复至与原母材性能相当,然而,采用激光熔覆Fe90合金粉末制备的熔覆层的冲击韧性、耐磨性与Cr12MoV冷轧工作辊性能存在差异。本课题组在Fe90合金粉末的基础上,通过添加一定的Mo和Ni元素来解决熔覆层冲击韧性和耐磨性不足的问题。结果表明:Mo和Ni添加前,Fe90熔覆层的显微组织主要为包覆等轴晶和柱状晶的类网状组织,晶粒度为5.47μm,物相为α-(Fe,Cr)和M_(7)C_(3),显微硬度、冲击吸收能(带基底)、磨损量和摩擦因数分别为795.71 HV、2.37J/cm^(2)、0.8 mg和0.75;共同添加Mo和Ni后,熔覆层的显微组织主要为包覆等轴晶的类网状组织,晶粒度降低至5.28μm,α-(Fe,Cr)物相含量降低,Mo_(2)C硬质相含量提高,显微硬度、冲击吸收能(带基底)、磨损量和摩擦因数分别为689.92 HV、2.74 J/cm^(2)、0.4 mg和0.65。Mo和Ni的共同添加使得熔覆层的冲击韧性和耐磨性都得以提高,这主要得益于Mo_(2)C耐磨相含量提高、晶粒细化以及Cr偏析率降低的协同作用。 展开更多
关键词 激光熔覆 Cr12MoV轧辊 微观组织 硬度 耐磨性 冲击韧性
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超高速激光熔覆制备耐腐蚀涂层研究进展
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作者 杨海云 刘春泉 +5 位作者 熊芬 陈敏纳 谢岳林 彭龙生 孙胜 刘海洲 《中国腐蚀与防护学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期847-862,共16页
首先总结了涂层材料元素组成对耐腐蚀性能的影响;其次,从钝化膜、显微组织、位错、低角度晶界、热腐蚀动力学等几个方面总结了其与耐腐蚀性的联系;第三,综述了EHLA与场外辅助技术结合对所制备涂层耐腐蚀性的影响;最后,总结和展望了超高... 首先总结了涂层材料元素组成对耐腐蚀性能的影响;其次,从钝化膜、显微组织、位错、低角度晶界、热腐蚀动力学等几个方面总结了其与耐腐蚀性的联系;第三,综述了EHLA与场外辅助技术结合对所制备涂层耐腐蚀性的影响;最后,总结和展望了超高速激光熔覆所制备涂层耐腐蚀性能的强化方法。 展开更多
关键词 超高速激光熔覆 腐蚀行为 涂层
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感应淬火对Cr12MoV钢轧辊硬度和硬化层深度的影响 被引量:4
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作者 彭龙生 林英华 +1 位作者 黄伟 陈皓 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期118-122,共5页
针对Cr12MoV钢轧辊感应淬火易开裂及硬化层深度的问题,研究了预热温度、淬火加热温度、感应圈移动速度和电源频率对Cr12MoV钢轧辊的硬度、开裂和硬化层深度的影响,探索了Cr12MoV钢轧辊具备高硬度不开裂及厚硬化层的方法。结果表明,Cr12... 针对Cr12MoV钢轧辊感应淬火易开裂及硬化层深度的问题,研究了预热温度、淬火加热温度、感应圈移动速度和电源频率对Cr12MoV钢轧辊的硬度、开裂和硬化层深度的影响,探索了Cr12MoV钢轧辊具备高硬度不开裂及厚硬化层的方法。结果表明,Cr12MoV钢轧辊调质态硬度低于32 HRC与预热温度高于450℃时,能避免淬火开裂;随着感应淬火温度或感应圈移动速度提高,淬火Cr12MoV钢轧辊硬度出现先升高后降低的趋势,但无法明显影响硬化层深度;而随着感应电源频率降低,淬火Cr12MoV钢轧辊硬化层深度明显增加,但对淬火件硬度影响较小。 展开更多
关键词 Cr12MoV钢轧辊 感应淬火 预热温度 硬度 硬化层深度
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Cr12MoV钢表面激光熔覆Ni60合金制备无开裂涂层及摩擦磨损性能研究 被引量:3
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作者 周浩 林英华 +3 位作者 陈皓 彭龙生 黄伟 王新林 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期391-395,共5页
为了实现损伤Cr12MoV钢激光再制造,采用激光熔覆Ni60合金制备无开裂涂层。利用着色探伤剂、硬度计、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和摩擦磨损仪对所制备Ni60合金涂层的表面开裂、硬度、金相组织进行分析,并用摩擦磨损试验机对比研究... 为了实现损伤Cr12MoV钢激光再制造,采用激光熔覆Ni60合金制备无开裂涂层。利用着色探伤剂、硬度计、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和摩擦磨损仪对所制备Ni60合金涂层的表面开裂、硬度、金相组织进行分析,并用摩擦磨损试验机对比研究了Ni60合金涂层和Cr12MoV钢的摩擦磨损性能。结果表明,当Ni60合金涂层长度L≤9 mm时,涂层表面无开裂;当Ni60合金涂层长度L>9 mm时,开裂区出现在母材邻近区,且随着涂层长度增大,开裂区也出现在涂层表面。要抑制激光熔覆过程中Ni60合金近母材区开裂,关键在于减少热输入对母材区的作用时间。最后,通过优选表面硬度相近的Ni60合金涂层和Cr12MoV钢进行摩擦磨损性能测试,发现两者的摩擦系数与耐磨性能相近,可望为损伤Cr12MoV钢激光再制造提供参考。 展开更多
关键词 CR12MOV 激光熔覆 NI60 开裂 性能
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连续高功率激光辐照对55号钢组织和硬度的影响 被引量:1
9
作者 杨仁人 林英华 +2 位作者 彭龙生 黄伟 王新林 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第16期155-166,共12页
为了改善55号钢在传统淬火过程中的不足,笔者采用连续高功率光纤激光器作为热源进行辐照,以期使55号钢表面获得更好的组织和更高的表面硬度。利用单一变量原则获得了不同功率下的激光重熔与激光淬火工艺参数,研究了两者对55号钢微观组... 为了改善55号钢在传统淬火过程中的不足,笔者采用连续高功率光纤激光器作为热源进行辐照,以期使55号钢表面获得更好的组织和更高的表面硬度。利用单一变量原则获得了不同功率下的激光重熔与激光淬火工艺参数,研究了两者对55号钢微观组织和硬度的影响。结果表明:激光重熔比激光淬火具有更好的硬化效果。在保证试样表面平整的前提下,淬火试样获得的表面硬度和硬化层深度分别为446~520 HV、621~709μm,而重熔试样获得的表面硬度和硬化层深度分别为480~613 HV、709~813μm。通过分析硬化层的微观组织、物相、元素组成,发现这主要归因于重熔试样的硬化层中具有比淬火试样更多的马氏体、更均匀致密的微观组织以及更少的未熔碳化物。本研究结果为55号钢表面激光硬化提供了参考。 展开更多
关键词 激光技术 激光淬火 激光重熔 55号钢 硬度 微观组织
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