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45钢表面引入亚微米B4C的激光合金化研究

发布时间:2016-03-07

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    一、 研究目的

    采用3kW半导体激光设备,通过添加亚微米B4C陶瓷相进行激光合金化,提高45钢的表面硬度和耐磨性,具有广泛的工程意义。 

    二、 研究方法

    试验设备采用武钢华工激光公司生产的3KW半导体激光器机器人表面处理及再制造系统, 激光熔覆工艺为:激光功率2KW,扫描速度30mm/s,光斑大小3mm,搭接率为50%,陶瓷层的预置厚度100微米。

    利用XJL-03型显微镜进行熔覆层组织分析,采用HVS-1000A维氏硬度计测定熔覆层的显微硬度,测量时载荷0.2kg,加载时间为10s,熔覆层不同深度部位测量5点值进行平均,绘制成横断面硬度分布图。 

    三、 试验结果

    图1为激光合金化层的横断面形貌,强化区由合金化区、淬火区和热影响区组成。典型金相组织如图2所示,组织特征为细密枝晶上分布着亚微米的陶瓷相。 

 激光合金化层横断面形貌

图1 激光合金化层横断面形貌

合金化层从表面到基材组织变化

图2 合金化层从表面到基材组织变化 

    图3为合金化层横向硬度分布,由图中可以看出,合金化层内的硬度达到HV0.21100,层深约为200微米,由合金化层到基体,组织由全马氏体过渡到半马氏体,最后到基体,硬度也呈逐渐下降的趋势。 

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图3 合金化层横向硬度分布


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