實驗所采用的CGJ-Ⅲ型激光熱處理寬帶掃描轉鏡,是利用光學轉鏡反射使光速快速擺動,把點光源拉寬成線熱源。有文獻對線形光源在金屬材料表麵產(chan) 生的溫度場進行的數值模擬顯示,激光光斑前沿材料表麵有一預熱區,由於(yu) 熱傳(chuan) 導激光光斑的後沿溫度分布形成一個(ge) “尾巴”。對於(yu) 功率密度呈高斯分布的熱源,其能量主要集中在光斑中心。
能量密度分布的上述差異,決(jue) 定了在輸出功率相同的條件下線形光源的掃描速度應比圓形光源慢。因而經線形光源處理的樣品內(nei) 部碳元素擴散比較充分,垂直於(yu) 掃描方向的淬火層組織分布比較均勻,硬度沿硬化層深分布也比較均勻,波動幅度較少。但線形光源前沿預熱區的存在增加了材料表麵對激光的吸收率,使得沿掃描方向溫度變化較大,晶粒易於(yu) 粗化,這可通過連續改變掃描速度加以修正。此外,由於(yu) 線形光斑後沿“尾巴”的存在,冷卻速度較慢,增加了淬火層中的殘餘(yu) 奧氏體(ti) 含量。前期對40Cr鋼進行線形光源和圓形光源激光淬火實驗證實了這一點。值得留意的是,激光淬火層中殘餘(yu) 奧氏體(ti) 可以在經受塑性變形後轉變成馬氏體(ti) ,有利於(yu) 被處理材料耐磨性的進步。
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