本文關(guān)鍵詞：40Mn激光淬火性能的研究

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【摘要】：激光淬火是表面強(qiáng)化技術(shù)之一,它以激光作為熱源,通過被掃描工件表面吸收的激光能量,使表面溫度迅速升至奧氏體化溫度區(qū)間,隨后通過基體的迅速冷卻使表面發(fā)生相變,從而實現(xiàn)淬火強(qiáng)化。激光淬火因其具有強(qiáng)化效果好、適用性強(qiáng)、可控程度高等優(yōu)點,目前已成為材料表面強(qiáng)化技術(shù)中備受矚目的加工技術(shù),且在汽車制造、模具及重型機(jī)械等領(lǐng)域中均有加速推廣應(yīng)用的趨勢。40Mn是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,常用來制造承受疲勞負(fù)荷的零件。為了提高40Mn冷凍機(jī)螺桿的耐磨性能,本文采用YLS-6000型光纖激光器對40Mn進(jìn)行了激光淬火。主要研究了激光功率、掃描速度、光斑大小對淬火層表面硬度、寬度及深度的影響,在獲得單道激光淬火最佳工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行多道淬火,獲得了表面良好、滿足工藝要求的淬火層。通過金相顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)和X-射線衍射儀(XRD)對淬火層的組織結(jié)構(gòu)及相組成進(jìn)行了分析,同時采用硬度計、摩擦磨損試驗機(jī)對最佳工藝參數(shù)下淬火層的硬度、耐磨性進(jìn)行了研究。試驗結(jié)果表明功率較低時,最佳淬火工藝參數(shù)為:激光功率1500W,掃描速度5mm/s,光斑尺寸10×4mm2;功率較高時,最佳工藝參數(shù)為:激光功率為2500W,掃描速度為8mm/s,光斑尺寸為15×7mm2。多道搭接激光淬火時,最佳淬火工藝參數(shù)為:激光功率為2500W、掃描速度為8mm/s,光斑尺寸為15×7mm2,搭接量為3mm。激光淬火后獲得的淬火層由表層至工件內(nèi)部可分為完全淬火區(qū)、過渡區(qū)(不完全淬火區(qū))和基體三部分。完全淬火區(qū)的顯微組織主要為板條馬氏體;過渡區(qū)的顯微組織由馬氏體及鐵素體構(gòu)成;基體的顯微組織由珠光體與鐵素體構(gòu)成。在最佳激光淬火工藝參數(shù)條件下,有效淬火層深度約為1.3mm,硬度達(dá)到512HV(50HRC)以上,相對于基體硬度提高了2倍以上,同時耐磨性得到了顯著提升,相比基體約提高了90倍。
【關(guān)鍵詞】：激光淬火 40Mn鋼 顯微組織 維氏硬度 耐磨性能
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG161;TG156.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-23
• 1.1 引言9
• 1.2 激光淬火技術(shù)9-16
• 1.2.1 激光淬火的原理及特點9-11
• 1.2.2 激光淬火的影響因素11-13
• 1.2.3 材料表面預(yù)處理13-14
• 1.2.4 常用的激光器類型14-16
• 1.3 激光淬火的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢16-19
• 1.3.1 激光淬火的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.2 激光淬火的發(fā)展趨勢17-19
• 1.4 激光淬火的應(yīng)用19-20
• 1.5 選題背景與意義20-21
• 1.6 課題研究內(nèi)容21-23
• 第2章 試驗材料、設(shè)備與方法23-27
• 2.1 試驗材料23
• 2.2 試驗設(shè)備23-25
• 2.3 試驗設(shè)計方案25-27
• 2.3.1 試驗?zāi)康?/span>25
• 2.3.2 試驗設(shè)計方案25-26
• 2.3.3 試驗分析方法26-27
• 第3章 40Mn激光表面淬火工藝27-49
• 3.1 低功率單道激光淬火試驗27-43
• 3.1.1 試驗方法27-28
• 3.1.2 試驗結(jié)果及分析28-43
• 3.2 高功率單道激光淬火試驗43-44
• 3.3 多道激光淬火試驗44-48
• 3.3.1 試驗方法45
• 3.3.2 試驗結(jié)果及分析45-48
• 3.4 最佳激光淬火參數(shù)48-49
• 第4章 40Mn激光淬火層性能研究49-63
• 4.1 淬火層的相組成50-52
• 4.2 淬火層的顯微組織52-55
• 4.2.1 基體的顯微組織52-53
• 4.2.2 完全淬火區(qū)的顯微組織53-54
• 4.2.3 過渡區(qū)的顯微組織54-55
• 4.3 淬火層的硬度分布55-57
• 4.3.1 淬火層的表面硬度55-57
• 4.3.2 淬火層顯微硬度57
• 4.4 淬火層的耐磨性57-58
• 4.5 冷凍機(jī)螺桿主軸激光淬火58-63
• 第5章 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 在學(xué)研究成果68-69
• 致謝69

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本文編號：714805