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激光淬火对42CrMo钢组织和性能的影响
来源: | 作者:辉锐集团 | 发布时间: 2022-06-10 | 75 次浏览 | 分享到:

激光淬火是材料表面强化的重要方法之一,对金属材料进行激光淬火处理时,由于激光对材料表面的快速加热和冷却作用,可在其表面获得高碳含量的孪晶马氏体、高位错密度的奥氏体、索氏体和硬质碳化物等具有良好耐磨性能和耐腐蚀性能的组织,从而大幅提高材料的表面性能。现有的一些研究成果已揭示了激光相变淬火时功率和扫描速度的变化对硬化层深度、硬度的影响规律,但熔凝淬火工艺影响因素的研究还较少。熔凝淬火后表面会出现一定变形,但由于它能获得较深的淬硬层,其应用前景也比较大。采用42CrMo钢进行了激光熔凝淬火试验,从激光功率和扫描速度分析了淬火后组织和性能的影响因素。

激光淬火

中国兵器科学研究院的技术人员采用YLS-3000型光纤激光器对42CrMo钢进行表面熔凝淬火处理;淬火后在试样中部用线切割机沿垂直于扫描方向截取试样进行检测;淬硬层显微组织在ZEISSImager.A2m金相显微镜和日立S-3400扫描电镜上进行观察;硬度在国产小负荷维氏硬度计上测量,淬硬层深度采用维氏硬度法配合金相图片确定。试验用钢为42CrMo结构钢,将其加工成20mm×20mm×10mm试样;试样基体硬度为310HV,材料表面粗糙度为3.0,淬火前用丙酮清洗试样,试样合金成分的质量分数为:0.54C,1.32Cr,0.39Mo,0.45Si,0.78Mn,Fe余量。试验结果表明:激光熔凝淬火淬硬层深度随激光功率的增大和扫描速度的降低而增大,随激光功率的减小和扫描速度的增加而减小,其中激光功率对淬硬层深度的影响较大。

激光淬火

激光淬火主要是用来处理铁基材科,其基本机理是经过高能激光束扫描工件表面,工件表层资料吸收激光辐射能并转化为热能,然后经过热传导使周围资料温度以极快的速度升高到奥氏体相变以上、熔点以下,再经过资料基体的自冷却作用使被加热的表层资料以超过马氏体相变临界冷却速度而快速冷却,然后完成相变硬化。 因为激光淬火过程中很大的过热度和过冷度使得淬硬层的晶粒极细、位错密度极高且表层形成应力,进而可以大提高工件的耐磨性、抗疲劳、耐腐蚀、抗氧化等功能,延伸工件的使用寿命。




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