4340钢直齿轮激光表面相变硬化的实验研究

摘要： 本文采用回归分析法，对4340钢正齿轮激光表面相变硬化(LSTH)进行了实验研究。实验重点考察不同LSTH参数对硬度分布形态及硬化层深度变化的影响。研究基于结构化实验设计和改进的统计分析工具，使用商用3kW Nd:YAG激光系统对AISI 4340钢正齿轮进行实验。选取激光功率、扫描速度和旋转速度作为工艺参数，评估硬化层深度变化，并探究工艺参数与硬化区物理几何特性间的潜在关联。基于实验数据及方差分析，研究了各工艺参数对硬度分布形态和硬化层深度变化的直接贡献与交互作用，同时评估了主效应与交互效应。结果表明所有工艺参数均具相关性：三参数对硬化层深度变化的累计贡献度超80%，其中激光功率占主导地位；参数间交互作用的贡献度为12%-16%。所有实验测试获得的硬度值相对接近（约60HRC）。硬化层深度预测回归模型的评估显示其性能有限，表明预测建模过程仍有改进空间。