扫描速度对激光淬火马氏体晶粒度的影响

　　一、研究目的
　　激光淬火靠自身基材冷却，其冷却速度远远大于传统淬火工艺。通常而言，激光淬火能获得超细的马氏体晶粒，但马氏体晶粒大小与激光工艺参数之间的关系鲜有报道，本研究阐明了扫描速度对马氏体晶粒大小的影响规律，对实际应用具有一定的指导意义。
　　二、试验材料及设备
　　试验基材为42CrMo，采用CO₂高效吸光涂料（NT-120）喷涂在100×60×12mm的板上，利用5kW CO₂激光设备和宽带积分镜（25×5mm）进行淬火试验。利用XJL-03型显微镜观察淬火层组织，组织评级按照《JBT9211-1999中碳钢与中碳合金结构钢马氏体等级》评定，1级晶粒度Z细，8级Z粗。
　　三、试验结果
　　1.不同速度淬火临界功率的确定
　　确定三个不同的扫描速度，即2mm/s，6mm/s，10mm/s，在不同的扫描速度下改变激光功率，获得工件的表面状态结果见表1所示，由此确定出不同速度下的Z佳激光淬火功率分别为2.5kW，4.1kW，5.1kW。将对应三个功率的样品从横断面切开，制备成金相样品，在500×金相显微镜下观察组织，按照JBT9211-1999的标准，进行组织比对，如图1所示。将比对的晶粒度级别列入表1中。由表1可以看出，扫描速度越快，马氏体晶粒越细，扫描速度到10mm/s时，晶粒度达到Z细（1级）。