研究了不同工艺条件下T10/Q235复合钢板的激光淬火行为, 分析了淬硬层的显微组织及硬度特征。结果表明, 单道扫描激光淬火时, 淬火区组织主要为针状马氏体＋少量残余奥氏体, 表层马氏体较心部粗大, 过渡区组织为针状马氏体＋残余奥氏体+少量碳化物; 多道扫描激光淬火时, 淬火区组织与单道扫描激光淬火时基本相同, 回火区则主要为回火索氏体及回火马氏体。硬化层硬度随离表面距离增加呈递减趋势变化, 但最大硬度出现在次表层; 随着扫描速度增大, 硬度存在一极值。多道扫描激光淬火时, 淬火区和回火区交替出现, 回火区硬度有大幅下降, 但其分布趋势与淬火区相反。

激光表面淬火技术具有高效、高质量、绿色环保的优点, 广泛应用于工业生产之中。为避免相邻两道激光之间回火区域的特性对淬火质量的影响, 利用有限元仿真分析的方法对H13钢高温回火区特性进行分析, 找出激光扫描速度、光斑大小、激光功率以及相邻两道激光的搭接率对高温回火区特性的影响。研究表明, 硬化层有效深度由二次淬火区深度决定, 二次淬火区和硬化层宽度随着激光功率、搭接率的增加而增加, 与光斑直径、光斑扫描速度呈相反趋势变化。通过实验对分析的结论进行了验证, 结果表明, 分析得到的数据和实验得到的数据变化趋势相同, 在边界条件比较精确的条件下, 可以用数值模拟的方法分析工件激光表面淬火工艺。

基于有限元分析软件ANSYS对激光表面淬火温度场进行模拟,并结合实验的数据,建立了材料表面能量转换系数的变化规律的数学模型.通过再次实验验证表明,可用于预测激光表面淬火后的硬化层深并具有极高的精确性,为研究精确控制工艺参数和相变硬化层深提供新的研究思路.

用连续波CO2激光束对50#钢模切辊进行了激光表面淬火试验,研究了淬火层的显微组织及硬度分布.结果表明,50#钢模切辊经激光表面淬火后,硬化层组织由细小的位错马氏体及少量的残余奥氏体组成;模切辊变形很小,且表面硬度高,整体硬度分布较为均匀,能够达到技术要求.采用激光淬火技术对50#钢模切辊进行表面强化是可行的.