AISI 410不锈钢二极管激光表面硬化效果的实验研究及与炉内淬火热处理的对比

摘要： 本研究考察了最大功率1600W的连续波二极管激光对AISI 410马氏体不锈钢进行表面淬火的能力。研究变量参数包括扫描速度(4-7 mm/s)、激光功率(1200-1600 W)和离焦距离(65-75 mm)。工艺输出响应指标包括：显微硬度、硬化层几何尺寸(深度与宽度)、相对于基材的显微硬度偏差(MHD)、通过光学显微镜和场发射扫描电镜分析的激光淬火区微观组织，以及采用Clemex软件测定的AISI 410组织中铁素体相百分比。结果表明：提高激光功率并降低扫描速度可增加表面硬度和硬化层深度；增大离焦距离并降低激光功率则能扩大硬化区域宽度。实验获得最大硬度630 HV0.3（深度2.2 mm）。研究还将炉内淬火热处理与激光淬火工艺进行了对比，包括两种工艺的微观组织、显微硬度及冲击试验比较。结果显示二极管激光淬火硬度是炉内淬火处理的1.4倍。