1 前言
6N%fJ n>)'! 隨著
激光設(shè)備價格的不斷降低及其制造技術(shù)的不斷改進,材料表面激光改性和焊接的工業(yè)應用也變得越來越廣泛。前者包括激光表面
熱處理、激光表面合金化和激光表面熔覆等加工方法,是表面工程工作者經(jīng)常采用的處理手段;而后者是由于其焊縫的大深寬比、高精密度和生產(chǎn)的高效率而受到焊接界的重視,越來越多地把它用于機械制造業(yè)的新產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)。
H O^3v34ZO sG/mmZHYzr 在材料表面能較好地吸收激光能量的情況下,激光對材料的輻射可以使材料的表面部分以很高的速度被加熱,隨后靠材料自身的快速導熱又以很快的速度冷卻,這種快速加熱和冷卻特點使加熱區(qū)的組織結(jié)構(gòu)有很多特殊性。例如,在ZL108鋁合金激光重熔區(qū)存在珠光體型層片狀鋁硅共晶[1],層錯及孿晶[2,3],在鑄鐵激光重熔區(qū)存在直徑為20nm的超細奧氏體[4]及原始珠光體條紋[5,6],在T10鋼激光改性區(qū)存在微晶及非晶組織[7]以及T10鋼激光處理區(qū)殘留奧氏體的特殊作用等[8]。
Wz}8O]#/. .HM1c 常用于激光表面改性的材料多為鋼鐵材料,激光處理層的組織結(jié)構(gòu)與材料的合金成分和激光處理
參數(shù)等因素有關(guān),其中的殘留奧氏體是激光處理區(qū)的常見組織,對處理區(qū)的性能有比較顯著的影響。
COE,pb17 PY4RwN 本文在對不同成分的鋼和鑄鐵以及高合金
模具鋼和高速鋼激光處理組織和性能研究的基礎(chǔ)上,對激光處理區(qū)的殘留奧氏體進行了專題討論,討論的內(nèi)容包括殘留奧氏體的組織形貌、合金元素固溶度、自身性質(zhì)以及它們對激光處理區(qū)性能的影響。
X>[x7t: !n=?H1@ 2結(jié)果與分析
n~1'M/wh K/2k/\Jk[_ 2.120鋼激光處理區(qū)中的殘留奧氏體
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>K 用于激光處理的低碳鋼經(jīng)正火處理,基體組織為鐵素體F+珠光體P,激光功率1600W,掃描速度為48cm/min。發(fā)現(xiàn)材料處理區(qū)的殘留奧氏體是分布在馬氏體板條之間,厚度為45nm左右,它與馬氏體的
晶體取向符合K-S關(guān)系[9]。對于低碳鋼的激光處理,是通過使其表面發(fā)生相變來實現(xiàn)的,激光加熱可以使表層獲得均勻的奧氏體,奧氏體晶粒較細,其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為板條馬氏體,殘留奧氏體由于受馬氏體板條的制約,也呈現(xiàn)為條狀。對于含碳量大于0.2%的碳鋼,奧氏體的均勻性較差,在局部區(qū)域存在孿晶馬氏體和塊狀殘留奧氏體[10]。與常規(guī)
淬火相比,激光淬火區(qū)的殘留奧氏體不但數(shù)量多且尺寸也較大。
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