aermet100超高强度钢激光相变硬化的研究

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1、摘要AerMetl00钢是一种新型的超高强度钢，具有优良的强韧性配合，有可能作为飞机的主要承力件用钢。因此，在使用过程中，除对材料的整体性能的要求外，有可能对应用的局部和表面性能有较高的要求。本文使用激光相变硬化处理工艺，对AerMetl00超高强度钢进行了表面强化。考察了原始状态、激光功率、冷处理、回火工艺等对微观组织、硬度分布的影响，使用x射线衍射仪对淬硬层的逆转变奥氏体含量、残余应力分布进行了分析，研究了逆转变奥氏体的转变机制及二次硬化现象。结果表明激光相变硬化后表面硬度得到提高，且随着激光

2、功率的增大淬硬层的深度变大，硬度升高；原始状态对淬硬层的硬度有影响，原始态为淬火态的激光淬硬层的硬度比退火态的高，淬硬层深度也比退火态的深；冷处理细化了激光相变硬化后试样的晶粒，使残余奥氏体向马氏体转变，使激光相变硬化后的硬度得到进一步的提高；回火工艺影响逆转变奥氏体的含量，回火时间越长，逆转变奥氏体含量越多，回火温度越高，逆转变奥氏体含量越多；激光相变硬化后试样表面为压应力，且随着激光功率的增大而变大；激光相变硬化后的回火过程中存在着二次硬化现象，导致AerMetl00钢在经激光相变硬化处理后4

3、82℃回火3h时表面残余压应力最大。本文还通过多次冲击疲劳试验研究了AerMetl00钢经激光相变硬化后在小能量多次冲击条件下的力学性能，观察了断口形貌，绘制了a—N曲线和da／dN一△K曲线，结果表明，激光相变硬化提高了材料的疲劳寿命；随着激光功率的增加，材料的疲劳裂纹扩展速率降低。关键词：激光相变硬化，AerMetl00超高强度钢，逆转变奥氏体，残余应力，多次冲击疲劳AbsfracfAbstractAerMetl00steelisanewtypeofultra-hi曲strengtlastee

4、lwimexcellentstrengthandtoughness．Itmaybeusedasmainsteelforload-bearingstructureofplane．Thereforc．intheuseoftheprocess．inadditiontotherequirementsofoverallperformance．thesurfaceandlocalpartofAerMetlooislikelytohavehiglael'performancerequirements．Inthi

5、sstudy,LaserTransformationHardening(LTH)仃eatmentweireusedtostrengthenthesurfaceofultra-hi吐strengthsteelAerMetloo．n地influenceofprimitiveconditions．1aserpower,anddeepfreezingtomicrostructuresandthedistributionofhardnesswerestudied．Thecontentofrevertedau

6、stenitemadthedistributionofresidualstressw哪analysisedbyusingX-raydiffraetion,themechanismofreverseofausteniteandsecondaryhardeningphenomenonwcrcstudied．Theresultsshowedthatthehardnessofthesurfacewasimprovedafterlasertransformationhardening，andthedepth

7、ofhardenlayerincreaseandthehardnessinCl-8asewhilelaserpowerincrease；ori商halstateaffeetsthehardness,ThehardnessofhardenlayerofquenchedstateisharderthanthatofannealedstateafterLTH：thede印freezingprocessrefinementedthesizeofgrain,retainedaustenitetomartcn

8、sitetransformation．furtherimprovedthehardnessofhardenlayer；Thetemperingprocessimpactinverseaustenitecontent．Thecontentofrevertedausteniteinlaserhardenedsamplesincreaseswiththeincreaseofthetemperingtimeandtemperingtempretureandthisleadstothehar