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《激光淬火和冲击复合强化处理40cr钢的耐磨性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第23卷第5期摩擦学学报Vol23,No52003年9月TRIBOLOGYSep,2003激光淬火和冲击复合强化处理40Cr钢的耐磨性能研究花银群,陈瑞芳,杨继昌,张永康,李长生,路淼(江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013)摘要:对激光淬火40Cr钢强化区域进行激光冲击复合强化处理,并分别同激光淬火和氮化处理40Cr钢对比考察了激光淬火和冲击复合强化处理40Cr钢的表面硬度和耐磨性.结果表明:经激光淬火和冲击复合强化处理的40Cr钢的硬度比激光淬火处理40Cr钢的硬度高11%;同氮化和激光淬火处理40Cr钢相比,复合强化处理40Cr钢的耐磨性分别提高了约4.3倍和1.6
2、倍.关键词:钢;激光淬火;激光冲击;硬度;耐磨性能中图分类号:TN249;TH117.3文献标识码:A文章编号:100420595(2003)0520448204对金属材料进行激光表面处理可以改变其表面淬火和激光冲击吸光层的8621型黑色涂料,采用化学成分、显微组织和力学性能,获得具有良好耐磨K9型光学玻璃作为激光冲击的约束层,其外形尺寸[1～5]性能和耐腐蚀性能的表面组织.对金属材料进行为<19mm×4mm.激光淬火处理时,由于冷却速度极快,可以获得高碳1.2试验装置含量的孪晶马氏体,高位错密度的奥氏体、索氏体和在NEL22500A型轴向快速流动工业CO2激光[1～3]硬质
3、碳化物等,从而大幅提高材料的抗磨性能.器上进行激光淬火强化试验.经优化试验确定激光淬而对金属材料进行激光冲击处理时,在数个GPa的火参数分别为功率750W、扫描速度7mmös、光斑尺强大冲击波作用下,金属材料改性表层和次表层可形寸<4mm.激光淬火处理后,硬化层宽度3.6mm,硬成均匀稳定的位错、细化的晶粒和表层残余应力,从化层深度为0.81mm.而不仅可提高金属材料的抗疲劳性能,同时还可改善在中国科技大学强激光实验室Nd:YAG实用型[6]金属材料的耐磨性能和耐腐蚀性能.目前,针对金激光冲击强化装置上进行激光冲击强化试验.激光波属材料单一激光表面改性的研究较多,而针对金属材
4、长1.06Lm,脉宽23ns,输出功率16～20J,光斑尺料复合激光表面强化处理的研究报道尚不多见.为寸为<7mm.此,我们对40Cr钢进行激光淬火和激光冲击表面复1.3性能测试合强化处理,并对比考察了复合激光强化改性表面的采用HVS21000型数字显微硬度计测量40Cr钢耐磨性能.激光冲击强化表面和沿激光冲击强化区深度方向的显微硬度,保压时间10s,负荷为2N.1实验部分采用MM2200型摩擦磨损试验机测定激光淬火1.1样品制备和冲击复合强化处理40Cr钢以及渗氮或激光淬火强首先将40Cr钢加工成尺寸为30mm×20mm×化40Cr钢试样的耐磨性能.偶件为外径50mm,内径
5、10mm的试样,然后进行激光强化处理.40Cr钢成分16mm,宽度10mm的GCr15钢(58HRC)试环,激光为0.37%～0.44%C,0.17%～0.37%Si,0.50%～强化处理试样尺寸为8.0mm×19.5mm×10mm,0.80%Mn,0.80%～1.10%Cr,硬度为271HV0.2,动磨面尺寸为8.0mm×19.5mm;摩擦磨损试验条件态屈服强度为1.456GPa;在试样表面涂敷作为激光为转速200römin、载荷19.6N、试验时间2h;用感基金项目:江苏省高校自然科学基金资助项目(02KJB460004).收稿日期:2002211221;修回日期:200
6、3202220ö联系人花银群,e2mail:huayq@ujs.edu.cn.作者简介:花银群,男,1963生,博士,副教授,目前主要从事激光表面加工研究.第5期花银群等:激光淬火和冲击复合强化处理40Cr钢的耐磨性能研究449量为万分之一的分析天平称量磨损前后的质量损失,曲线.可以看出,激光淬火强化区的平均硬度为对每种试样进行5次平行测试,取其平均值.610HV0.2,同基体相比提高了1.25倍;在沿深度方向1.0mm的影响区内,激光冲击区的平均硬度为2结果与讨论362HV0.2,同基体相比提高了31%;而激光淬火和冲2.1显微硬度击复合强化区的平均硬度为689HV0.2,
7、比单一激光淬40Cr钢经激光冲击强化处理后(激光冲击功率火强化区的硬度提高13%.92密度为2.13×10Wöcm),冲击区平均硬度值为2.2耐磨性能355HV0.2左右,同基体硬度273HV0.2相比提高了表1列出了经不同表面改性处理的40Cr钢的磨31%.图1所示为激光淬火强化及激光淬火和冲击(激表1不同表面处理40Cr钢磨损质量损失比较Table1Comparisonofwearmasslossof40CrsteelsubjecttodifferentprocessingSampleWearmas
