激光淬火靠自身基材冷卻，其冷卻速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)淬火工藝。通常而言，激光淬火能獲得超細(xì)的馬氏體晶粒，但馬氏體晶粒大小與激光工藝參數(shù)之間的關(guān)系鮮有報(bào)道，本研究闡明了掃描速度對(duì)馬氏體晶粒大小的影響規(guī)律，對(duì)實(shí)際應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。

　　一、試驗(yàn)材料及設(shè)備

　　試驗(yàn)基材為42CrMo，采用CO2高效吸光涂料（NT-120）噴涂在100×60×12mm的板上，利用5kWCO2激光設(shè)備和寬帶積分鏡（25×5mm）進(jìn)行淬火試驗(yàn)。

　　利用XJL-03型顯微鏡觀察淬火層組織，組織評(píng)級(jí)按照《JBT 9211-1999 中碳鋼與中碳合金結(jié)構(gòu)鋼馬氏體等級(jí)》評(píng)定，1級(jí)晶粒度最細(xì)，8級(jí)最粗。

　　二、試驗(yàn)結(jié)果

　　1.不同速度淬火臨界功率的確定

　　確定三個(gè)不同的掃描速度，即2mm/s， 6mm/s， 10mm/s，在不同的掃描速度下改變激光功率，獲得工件的表面狀態(tài)結(jié)果見表1所示，由此確定出不同速度下的最佳激光淬火功率分別為2.5kW，4.1kW，5.1kW。將對(duì)應(yīng)三個(gè)功率的樣品從橫斷面切開，制備成金相樣品，在500×金相顯微鏡下觀察組織，按照J(rèn)BT 9211-1999的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行組織比對(duì)，如圖1所示。將比對(duì)的晶粒度級(jí)別列入表1中。由表1可以看出，掃描速度越快，馬氏體晶粒越細(xì)，掃描速度到10mm/s時(shí)，晶粒度達(dá)到最細(xì)（1級(jí)）。

　　表1 不同功率和不同掃描速度對(duì)樣品表面狀態(tài)的影響

a）1#組織 500×                  標(biāo)準(zhǔn)圖譜 4級(jí) 500×

b）3#組織 500×                  標(biāo)準(zhǔn)圖譜 3級(jí) 500×

c）5#組織 500×                  標(biāo)準(zhǔn)圖譜 1級(jí) 500×

圖2 不同掃描速度下晶粒尺寸與JBT 9211-1999標(biāo)準(zhǔn)的比對(duì)圖

　　三、結(jié)論

　　激光淬火能獲得細(xì)小的馬氏體晶粒，隨著激光掃描速度的增加，馬氏體晶粒細(xì)化，能有效提高材料表面強(qiáng)韌性和耐磨性，但伴隨著淬硬層深的下降。根據(jù)具體工件的使用工礦，酌情選取激光掃描速度。（莫衡陽、熊大輝、王喜、王愛華）