1Cr18Ni9Ti激光相变硬化层组织性能研究.pdf

1Cr18Ni9Ti 激光相变硬化层组织性能研究 李刚，苏文煌，邱星武，邱玲 辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，辽宁阜新 (123000) E-mail: suwenhuang6688@126.com 摘 要：本文利用CO2 激光机在其它参数不变的条件下，调整不同的功率对 1Cr18Ni9Ti 不 锈钢进行相变硬化处理，观察相变硬化层组织并测试其性能。结果表明，随着激光功率的增 大，平均显微硬度先增加后减小，在功率为750W 时，平均显微硬度达最大值，为223.5HK； 耐蚀性、耐磨性增强；在功率为550W 时，耐磨性最好。 关键词：激光相变硬化；1Cr18Ni9Ti；显微组织；性能 1. 引言 激光加工技术实现了光、机、电技术相结合，是一种先进制造技术，目前正处于向传统 制造技术中许多工艺过程积极渗透的阶段[1] 。近些年来，以激光相变硬化为加工手段的表面 改性技术得到迅速发展[2-7] 。激光相变硬化是指以高能密度的激光束照射工件表面，使其需 要硬化部位瞬间吸收光能并立即转化为热能，从而使激光作用区的温度急剧上升形成奥氏 体，经随后的快速冷却，获得极细小马氏体和其他组织的高硬化层的一种热处理技术。 本文利用HL-1500无氦横流CO2激光加工机对1Cr18Ni9Ti不锈钢表面进行相变硬化处 理，利用金相显微镜(OM)和X射线衍射仪观察和分析不同功率激光对1Cr18Ni9Ti不锈钢基体 造成的组织和相的变化。并通过硬度、耐磨性和耐腐蚀性测试对1Cr18Ni9Ti不锈钢表面激光 相变硬化效果进行分析和论证。 2. 实验材料及方法 2.1 激光处理及试样制备 基体材料采用奥氏体1Cr18Ni9Ti不锈钢。1Cr18Ni9Ti不锈钢广泛应用于核能业、石油业 和化学等工业领域，其化学成分见表1。在试样待处理表面涂覆增吸收涂料以提高表面对激 光能量的吸收率，涂层厚度大约10µm。待涂层干燥后，利用不同激光功率对试样进行激光 相变硬化处理。激光扫描处理的工艺参数如表2所示。 表 1 不锈钢 1Cr18Ni9Ti 化学成分 Table. 1 Chemical composition of 1Cr18Ni9Ti stainless steel 化学成分 C Cr Ni Mn P S 含量% ≤0.12 17.0~19.0 8.00~11.00 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.030 表 2 激光扫描处理的工艺参数 Table. 2 Parameters of laser process 试样编号/No. 激光功率/W 扫描速度/mm·s-1 光斑直径/mm 离焦量/mm A 850 6 4 270 B 750 6 4 270 C 650 6 4 270 D 550 6 4 270 E 450 6 4 270 - 1 - 2.2 实验设备及方法 2.2.1 显微组织观察