激光淬火靠自身基材冷却,其冷却速度远远大于传统淬火工艺。通常而言,激光淬火能获得超细的马氏体晶粒,但马氏体晶粒大小与激光工艺参数之间的关系鲜有报道,本研究阐明了扫描速度对马氏体晶粒大小的影响规律,对实际应用具有一定的指导意义。
试验基材为42CrMo,采用CO2高效吸光涂料(NT-120)喷涂在100×60×12mm的板上,利用5kWCO2激光设备和宽带积分镜(25×5mm)进行淬火试验。
利用XJL-03型显微镜观察淬火层组织,组织评级按照《JBT 9211-1999 中碳钢与中碳合金结构钢马氏体等级》评定,1级晶粒度最细,8级最粗。
1.不同速度淬火临界功率的确定
确定三个不同的扫描速度,即2mm/s, 6mm/s, 10mm/s,在不同的扫描速度下改变激光功率,获得工件的表面状态结果见表1所示,由此确定出不同速度下的最佳激光淬火功率分别为2.5kW,4.1kW,5.1kW。将对应三个功率的样品从横断面切开,制备成金相样品,在500×金相显微镜下观察组织,按照JBT 9211-1999的标准,进行组织比对,如图1所示。将比对的晶粒度级别列入表1中。由表1可以看出,扫描速度越快,马氏体晶粒越细,扫描速度到10mm/s时,晶粒度达到最细(1级)。
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