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时间:2020-06-01
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1、第39卷第7期中国激光Vo1.39.No.72012年7月CHINESEJ0URNALOFLASERSJuly,2O12激光硬化和渗氮复合处理W9Mo3Cr4V高速钢组织与性能赵宪王存山(大连理T大学三束材料改性教育部重点实验室,辽宁大连116024)摘要采用激光硬化与渗氮复合表面改性技术,对W9Mo3Cr4V高速钢表面进行了强化处理。利用x射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子探针、显微硬度计和摩擦磨损试验机,分别对复合处理试样的相组成、微观组织、成分、显微硬度和耐磨性进行了分析。研究结果表明,复合处理表面改性层主要是回火马氏体、残余奥氏体、Fe。N
2、、CrCs、M。c型碳化物所构成。由于激光硬化的晶粒细化作用,以及大量位错、孪晶、空位等微观缺陷的产生,致使氮化层的深度得到明显提高。与单一的激光硬化和渗氮工艺相比,复合处理工艺有效地提高了高速钢的硬度和耐磨性能。关键词激光技术;激光硬化;渗氮;W9Mo3Cr4V高速钢;微观组织中图分类号TG162.21文献标识码Adoi:10.3788/cJL2Ol239.0703008MicrostructureandPropertiesofW9Mo3Cr4VHighSpeedSteelTreatedbyLaserHardeningandNitridingZ
3、haoXianWangCunshan(KeyLaboratoryforMaterialsModificationbyLaser,Ion,andElectronBeams,MinistryofEducation,DalianUniversityofTechnology,Dalian,Liaoning116024,China)AbstractW9Mo3Cr4Vhighspeedsteelistreatedbycompositetechnologyoflaserhardeningandnitriding.Themicrostructureandprop
4、ertiesofthesampleafterthecompositetreatmentareinvestigatedbymeansofX—raydiffraction,scanningelectronmicroscopy,electronprobemicro—analyzer,Vickershardnesstester,andfrictionWeartestingmachine.Theresultsshowthatthesurfacemodification1ayerconsistsoftemperedmartensite,retainedaus
5、tenite,Fe3N,Cr7C3,andM2Cphases.Laserhardeningobviouslyincreasesthedepthofthenitridedlayer,asaresultofgrainrefinement,aswellasproductionofhighconcentrationmicroscopicdefects.Comparedtolaserhardeningandnitridingtechnologies,respectively,thecompositetreatmenttechnologycaneffecti
6、velyincreasethehardnessandwearresistanceofthehighspeedstee1.Keywordslasertechnique;laserhardening;nitriding;W9Mo3Cr4Vhighspeedsteel;microstructureOCIScodes160.3380;140.3535;16O.39001引言含碳量高,易在渗氮过程中形成脆性的e相,从而导致刀具在使用过程中发生崩刃l1J。为避免脆性相的为改善刀具的切削效率并提高耐用度,高速钢形成,现多采用在较低的温度和较低的氮势下对高刀具的
7、表面强化已受到普遍重视。目前常用的表面速钢进行渗氮处理,以获得具有单纯扩散层的渗氮强化技术主要有气相沉积、离子注入、渗氮、激光改组织。但这势必会降低渗氮速度,减少渗层的深度,性和电子束改性等_】~5]。其中,渗氮工艺因具有工进而直接影响到渗氮层的耐磨性和冲击韧性。激光艺操作简单、成本低和易于大量生产等优点,是目前表面改性技术是提高材料表面性能的有效手段L6],普遍采用的一种高速钢表面强化方法。但因高速钢收稿日期:2012—02—23;收到修改稿日期:2012—04—12基金项目:广州省教育部产学研结合项目(2OO9BO9O3O04O8)资助课题。
8、作者简介:赵宪(1987一),女,硕士研究生,主要从事激光表面改性方面的研究。E-mail:fsy621636@126.com导师简介:
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