什么是激光淬火 - 优势和应用 

激光淬火是一种表面激光淬火技术，它使用激光束提供一种非常快速的加热金属的方法，然后快速冷却（通常通过自淬火）。这会在表面形成马氏体“外壳”。

表面激光淬火 

表面激光淬火或表面激光淬火是提高物体表面（外壳）硬度，而物体的内核保持弹性和坚韧的过程。经此工艺处理后表面硬度、耐磨性和疲劳寿命均有所提高。这是通过多种工艺实现的，例如渗碳或渗氮工艺，通过该工艺，部件在高温下暴露于含碳或含氮气氛中。如前所述，两个主要的材料特性受到影响：

硬度和耐磨性显着增强。在材料科学中，硬度是承受表面压痕（局部塑性变形）和划伤的能力。硬度可能是最不明确的材料属性，因为它可能表示抗划伤、抗磨损、抗压痕甚至抗成形或局部塑性变形。从工程的角度来看，硬度很重要，因为对摩擦磨损或蒸汽、油和水侵蚀的耐磨性通常随着硬度的增加而增加。韧性不会受到负面影响。韧性是材料吸收能量和塑性变形而不断裂的能力。韧性的一个定义（对于高应变率，断裂韧性）是一种特性，它表明存在裂纹（或其他应力集中缺陷）时材料的抗断裂性。对于自身淬透性差甚至没有淬透性的低碳含量的铁或钢，表面激光淬火过程包括将额外的碳或氮注入表层。表面激光淬火对于凸轮或环形齿轮等零件非常有用，这些零件必须具有非常坚硬的表面以抵抗磨损，同时具有坚固的内部以抵抗操作过程中发生的冲击。此外，钢的表面激光淬火比完全激光淬火（即在整个工件中均匀地激光淬火金属）具有优势，因为可以对较便宜的低碳和中碳钢进行表面激光淬火，而不会出现与淬火相关的变形和开裂问题。通过厚截面的激光淬火。富含碳或氮的外表面层（或外壳) 是由气相的原子扩散引入的。外壳通常深约 1 毫米，比材料的内核更硬。

激光淬火

激光淬火是一种表面淬火技术，它使用激光束提供一种非常快速的加热金属的方法，然后快速冷却（通常通过自淬火）。这会在表面形成马氏体“外壳”，而物体的内核保持弹性和坚韧。由吸收激光产生的热量被控制以防止熔化，因此用于局部表面区域的选择性奥氏体化。将热源从相互作用区移开后，出现自淬火现象。表层吸收的热能迅速分布到整个工件。马氏体是一种非常坚硬的亚稳态结构，具有体心四方 (BCT) 晶体结构。当奥氏体的冷却速度如此之快，以至于碳原子没有时间从晶体结构中扩散出足够多的数量以形成渗碳体 (Fe3C) 时，钢中就会形成马氏体。激光激光淬火产生坚硬、高度耐磨的表面（浅表层深度）。非常快速加热和冷却的薄表面区域会产生非常精细的马氏体微观结构，即使是淬透性相对较低的钢也是如此。激光激光淬火广泛用于激光淬火钢和铸铁机器部件的局部区域。主要优点是：复杂零件的选择性表面热处理的可能性，加工零件的变形最小，过程快速，清洁和计算机控制。

其他表面激光淬火方法

通过表面处理进行的表面激光淬火可进一步分类为扩散处理或局部加热处理。扩散方法引入通过扩散进入表面的合金元素，作为固溶剂或作为在随后的淬火过程中辅助马氏体形成的淬透剂。在这个过程中，合金元素在钢部件表面的浓度增加。扩散方法包括：渗碳。渗碳是一种表面激光淬火工艺，其中铁合金（通常是低碳钢）的表面碳浓度通过周围环境的扩散而增加。渗碳产生坚硬、高度耐磨的产品表面（中等表面深度），具有出色的接触载荷能力、良好的弯曲疲劳强度和良好的抗咬合性。氮化。渗氮是一种表面激光淬火工艺，其中铁的表面氮浓度通过从周围环境扩散而增加，从而形成表面激光淬火表面。氮化产生坚硬、高度耐磨的产品表面（浅表层深度），具有良好的接触载荷能力、良好的弯曲疲劳强度和出色的抗咬合性。鲍丁。硼化，也称为渗硼，是一种类似于氮碳共渗的热化学扩散过程，其中硼原子扩散到基材中以产生坚硬耐磨的表面层。该工艺需要高处理温度 (1073-1323 K) 和长持续时间 (1-12 h)，可应用于多种材料，如钢、铸铁、金属陶瓷和有色合金。钛碳和钛氮化物激光淬火。氮化钛（一种极硬的陶瓷材料）或碳化钛涂层可通过物理气相沉积工艺用于此类钢制成的工具中，以提高工具的性能和使用寿命。TiN 的维氏硬度为 1800-2100，呈金属金色。