激光固态相变贝氏体道岔钢滚动磨损与接触疲劳行为研究

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作者 李鹏 姚鑫宇 +4 位作者 王梁 汪渊 丁昊昊 张群莉 王文健 《表面技术》 北大核心 2025年第17期150-161,共12页

目的 探讨激光固态相变提升贝氏体道岔钢耐磨性能和抗滚动接触疲劳性能的可行性。方法 首先,对贝氏体道岔钢进行激光固态相变处理,分析激光固态相变后贝氏体道岔钢的微观组织和力学性能。然后,利用MJP-30A型滚动接触疲劳试验机开展滚动... 目的 探讨激光固态相变提升贝氏体道岔钢耐磨性能和抗滚动接触疲劳性能的可行性。方法 首先,对贝氏体道岔钢进行激光固态相变处理,分析激光固态相变后贝氏体道岔钢的微观组织和力学性能。然后,利用MJP-30A型滚动接触疲劳试验机开展滚动接触模拟试验,分析激光固态相变对贝氏体道岔钢磨损与接触疲劳演变规律的影响。最后,讨论激光固态相变处理贝氏体道岔钢的滚动接触疲劳损伤机理。结果 经激光固态相变处理后,形成了板条状马氏体为主的相变硬化区和回火马氏体为主的回火软化区,相变硬化区的表面硬度为503HV0.2~549HV0.2,相较于基体提升了14.3%,回火软化区的表面硬度为451HV0.2~482HV0.2,与基体接近。与未处理贝氏体相比,激光固态相变贝氏体的磨损率降低了83.4%,耐磨性显著提升。此外,裂纹扩展结果表明,未处理贝氏体试样以网状损伤为主,激光固态相变贝氏体试样以单条裂纹损伤为主,当裂纹穿过激光固态相变产生的马氏体层到达基体区域时,裂纹发生偏折,以大角度向基体内部扩展。结论 通过激光固态相变可以提升贝氏体道岔钢的耐磨损和抗滚动接触疲劳性能,相变硬化区的抗疲劳性能最优,回火软化区次之,未处理贝氏体试样的抗疲劳性能最差。 展开更多

关键词 贝氏体道岔钢 激光固态相变 相变硬化 回火软化 磨损 接触疲劳

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盾构主轴承滚道表面激光相变硬化工艺参数研究

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作者 王匀 丁乙 +2 位作者 何培瑜 陈利明 马金辉 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期409-416,共8页

为提高盾构主轴承滚道表面抗磨损和抗疲劳能力,使用SYSWELD软件对盾构主轴承滚道材料42CrMo钢进行不同参数下的激光相变硬化数值仿真,研究了激光功率、扫描速度以及光斑大小等工艺参数对盾构主轴承滚道材料42CrMo钢相变以及硬化层深度... 为提高盾构主轴承滚道表面抗磨损和抗疲劳能力,使用SYSWELD软件对盾构主轴承滚道材料42CrMo钢进行不同参数下的激光相变硬化数值仿真,研究了激光功率、扫描速度以及光斑大小等工艺参数对盾构主轴承滚道材料42CrMo钢相变以及硬化层深度的影响规律.研究结果表明:随着激光功率的增大,激光扫描速度的降低以及激光光斑尺寸的减小均可增加滚道硬化层的深度;在激光功率为2250 W、扫描速度为20 mm/s、光斑直径为5 mm时,滚道硬化层深度为1.08 mm,且硬化层较为均匀. 展开更多

关键词 盾构主轴承 滚道表面 激光相变硬化 工艺参数 数值仿真

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激光表面改性 被引量：40

3

作者 肖红军 彭云 +1 位作者 马成勇 田志凌 《表面技术》 EI CAS CSCD 2005年第5期10-12,共3页

激光表面改性技术在改善材料表面性能,提高材料使用寿命方面具有突出的优越性。随着研究的深入,激光表面改性技术在工业中的应用逐步扩大。对工业应用中比较常见的激光熔覆、激光表面熔凝、激光相变硬化、激光冲击强化、激光表面合金化... 激光表面改性技术在改善材料表面性能,提高材料使用寿命方面具有突出的优越性。随着研究的深入,激光表面改性技术在工业中的应用逐步扩大。对工业应用中比较常见的激光熔覆、激光表面熔凝、激光相变硬化、激光冲击强化、激光表面合金化等激光表面改性技术进行了综述,并在此基础上展望了激光表面改性技术的发展前景。 展开更多

关键词 激光表面改性 激光熔覆 激光表面熔凝 激光相变硬化 激光冲击 激光表面合金化

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汽车模具材料表面强化中的激光相变硬化技术的研究与应用 被引量：15

4

作者 温宗胤 冯树强 +1 位作者 李宝灵 徐永宾 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2007年第1期118-121,共4页

使用不同的激光工艺参数对汽车模具CrMo铸铁、Cr12两种材料表面进行激光相变硬化试验,研究了激光硬化层沿横向和深度方向显微硬度的分布情况以及硬化层的组织结构的变化。结果表明,材料经激光强化处理,表面硬度可大幅提高,同时可以消除... 使用不同的激光工艺参数对汽车模具CrMo铸铁、Cr12两种材料表面进行激光相变硬化试验,研究了激光硬化层沿横向和深度方向显微硬度的分布情况以及硬化层的组织结构的变化。结果表明,材料经激光强化处理,表面硬度可大幅提高,同时可以消除表面裂纹,从而有效地提高汽车模具的使用寿命。 展开更多

关键词 激光相变硬化(激光淬火) 模具 激光参数 激光表面强化处理

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激光相变硬化工艺参数的选择 被引量：6

5

作者 任恩扬 陈铁力 +1 位作者 林渝 李俊昌 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期210-214,共5页

激光在工业应用中，相变硬化是一个重要方面。其工艺选择直接影响着相变硬化层的深度和宽度。从热传导基本方程出发，得出了相变硬化过程中工艺参数（激光功率、光斑直径、离焦量、扫描速度）与硬化层深度、宽度之间的关系。用编制的工... 激光在工业应用中，相变硬化是一个重要方面。其工艺选择直接影响着相变硬化层的深度和宽度。从热传导基本方程出发，得出了相变硬化过程中工艺参数（激光功率、光斑直径、离焦量、扫描速度）与硬化层深度、宽度之间的关系。用编制的工艺参数选择的计算机软件计算的结果与实验结果进行了比较，其相对误差为：硬化层宽度平均相对误差为３７％，硬化层深度为１８７％。 展开更多

关键词 相变硬化 工艺参数 激光加工

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轴承滚道激光淬火的温度场数值模拟 被引量：7

6

作者 雷声 赵雅丽 +2 位作者 桂中祥 陈从升 吴跃波 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2010年第1期21-25,共5页

利用CO2激光对GCr15钢轴承滚道表面进行激光相变硬化处理实验。对GCr15轴承滚道表面激光相变硬化处理过程进行数值模拟,讨论激光工艺参数对轴承滚道表面激光硬化处理后相变硬化区宽度和深度的影响,得出与实验比较吻合的结果。激光参数... 利用CO2激光对GCr15钢轴承滚道表面进行激光相变硬化处理实验。对GCr15轴承滚道表面激光相变硬化处理过程进行数值模拟,讨论激光工艺参数对轴承滚道表面激光硬化处理后相变硬化区宽度和深度的影响,得出与实验比较吻合的结果。激光参数变化所造成的微观结构变化导致表面硬度值差异较大。模拟结果表明,激光工艺参数固定时,激光扫描进、出端的温度场有明显的不同,导致沿激光扫描方向硬度分布的不均匀性和激光扫描进、出端淬硬层深度分布的不均匀性。并探讨改善硬化层深度分布均匀性和表面硬度均匀性的方法。 展开更多

关键词 激光技术 激光相变硬化 数值模拟 滚道表面

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CrMo铸铁汽车模具材料的激光表面处理 被引量：7

7

作者 周健 温宗胤 李宝灵 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期85-87,共3页

利用不同的激光工艺参数对汽车模具CrMo铸铁材料表面进行激光相变硬化试验,探讨了激光工艺参数对激光相变硬化层深度的影响,研究了横向和沿深度方向显微硬度的分布情况以及硬化层的组织结构的变化。研究表明,采取适当的工艺措施,表面硬... 利用不同的激光工艺参数对汽车模具CrMo铸铁材料表面进行激光相变硬化试验,探讨了激光工艺参数对激光相变硬化层深度的影响,研究了横向和沿深度方向显微硬度的分布情况以及硬化层的组织结构的变化。研究表明,采取适当的工艺措施,表面硬度在不同程度上都得到了提高,同时可以消除表面裂纹,从而成倍的提高了汽车模具的使用寿命。 展开更多

关键词 激光相变硬化(激光淬火) 模具 激光参数 激光表面强化处理

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表面激光硬化轴承的疲劳失效分析 被引量：4

8

作者 雷声 黄曼平 +1 位作者 薛正堂 吴跃波 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第2期219-221,223,共4页

选用CO2激光器进行GCr15钢轴承滚道表面激光淬火处理试验,内圈硬化层深度可达到0.5 mm,外圈可达到0.45 mm。用金相显微镜、扫描电镜和X射线分析等现代测试技术对改性层的相组成及改性机理进行分析。结果表明,轴承表面的激光相变硬化可... 选用CO2激光器进行GCr15钢轴承滚道表面激光淬火处理试验,内圈硬化层深度可达到0.5 mm,外圈可达到0.45 mm。用金相显微镜、扫描电镜和X射线分析等现代测试技术对改性层的相组成及改性机理进行分析。结果表明,轴承表面的激光相变硬化可以产生具有较多残余奥氏体、细小碳化物以及过饱和的隐晶马氏体组织,从而提高轴承滚道表面的硬度。最后进行了轴承钢的接触疲劳性能试验。通过疲劳失效轴承表面的显微观察,验证了激光淬火套圈表面的疲劳失效形式仍为表层剥落。造成激光淬火套圈早期疲劳失效的主要原因是激光扫描开始与结束接口处没有完全对接上,以及硬化层深不均匀。 展开更多

关键词 激光技术 激光相变硬化 疲劳 滚道表面

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钛合金的激光气体氮化研究 被引量：7

9

作者 陈红兵 罗启泉 《激光杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期32-36,共5页

本文研究了Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金的激光气体氮化。试验结果表明在激光功率密度大于５．０×１０４Ｗ／ｃｍ２，氮气压力为０．４ＭＰａ的条件下，通过激光辐射可在Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金表面形成氮化钛。其氮化层的厚度为４００... 本文研究了Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金的激光气体氮化。试验结果表明在激光功率密度大于５．０×１０４Ｗ／ｃｍ２，氮气压力为０．４ＭＰａ的条件下，通过激光辐射可在Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金表面形成氮化钛。其氮化层的厚度为４００μｍ。在氮化层中存在大量氮化钛枝晶。其平均二次枝晶间距为１．７７μｍ。细小的氮化钛枝晶均匀地分布在氮化层中。最后测定和分析了氮化层的显微组织、相成份和显微硬度。 展开更多

关键词 激光合金化 强化 钛合金 气体氮化

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铁基粉末冶金材料的激光宽带淬火 被引量：5

10

作者 李月英 鹿云 刘勇兵 《粉末冶金技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期232-235,共4页

利用连续波CO2 激光器 ,对铁基粉末冶金材料进行了宽带激光相变硬化实验。研究了激光相变硬化工艺参数对铁基粉末冶金材料的显微组织、显微硬度、硬化层深度和耐磨性的影响。结果表明 ,对铁基粉末冶金材料进行宽带激光淬火存在最佳的能... 利用连续波CO2 激光器 ,对铁基粉末冶金材料进行了宽带激光相变硬化实验。研究了激光相变硬化工艺参数对铁基粉末冶金材料的显微组织、显微硬度、硬化层深度和耐磨性的影响。结果表明 ,对铁基粉末冶金材料进行宽带激光淬火存在最佳的能量密度 ,可使硬化层分布均匀 。 展开更多

关键词 铁基粉末冶金材料 激光宽带淬火 连续波CO2激光器 相变硬化 工艺参数

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零件厚度对激光相变硬化温度场的影响 被引量：3

11

作者 张建国 唐雪明 刘晓魁 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2006年第10期60-62,共3页

以GCr15钢为例,采用有限单元法对激光相变硬化过程进行了数值模拟研究,建立激光相变硬化过程温度场的数学模型,分析了工件厚度及其下表面在自然散热和辅助水冷条件下对激光相变硬化温度场的影响。

关键词 GCR15 激光相变硬化 数值模拟 温度场

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火炮身管内表面激光硬化处理的实验研究 被引量：4

12

作者 王扬 邓宗全 齐立涛 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期476-478,共3页

提高身管寿命是火炮行业亟待解决的关键技术问题 ,激光表面改性技术是解决这一问题的有效方法之一。本文在分析激光表面相变硬化性能的基础上 ,对身管内表面进行了激光硬化处理实验研究 ,检测了其内表面阳线和阴线的硬化层硬度和深度 ,... 提高身管寿命是火炮行业亟待解决的关键技术问题 ,激光表面改性技术是解决这一问题的有效方法之一。本文在分析激光表面相变硬化性能的基础上 ,对身管内表面进行了激光硬化处理实验研究 ,检测了其内表面阳线和阴线的硬化层硬度和深度 ,对比分析了离焦量和焦深对其内表面硬化层硬度的影响 ,并对激光相变硬化层金相组织进行了分析。经激光硬化处理后 ,身管的内表面硬度有明显提高 ,硬化层较深 ,且为很细的条状马氏体组织。 展开更多

关键词 火炮身管 表面激光硬化处理 机械制造工艺 相变硬化 离焦量

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激光功率参数对GCr15钢组织和抗磨性能的影响 被引量：1

13

作者 雷声 晏燕 +3 位作者 刘全坤 张克仁 吴跃波 桂中祥 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2010年第6期644-649,共6页

为研究不同激光功率参数对激光硬化后的最终显微组织、硬度和耐磨性的影响,应用宽带扫描技术进行了GCr15轴承钢激光强化处理试验,用光学显微镜和扫描电镜、x-射线衍射仪等现代测试手段对GCr15轴承钢试样的显微组织和形貌尺寸特征进行了... 为研究不同激光功率参数对激光硬化后的最终显微组织、硬度和耐磨性的影响,应用宽带扫描技术进行了GCr15轴承钢激光强化处理试验,用光学显微镜和扫描电镜、x-射线衍射仪等现代测试手段对GCr15轴承钢试样的显微组织和形貌尺寸特征进行了分析,磨损试验在MM200磨损试验机上进行.结果表明,激光参数变化所产生的显微组织变化造成了表面硬度值和磨损率的较大差异.激光功率大时,激光硬化层表面未溶碳化物量减少,使得表面马氏体中碳的质量分数增加,表面硬度增高.在干摩擦磨损过程中,激光改性层表面发生摩擦诱发马氏体相变.在干摩擦和油润滑两种条件下,激光功率越大,激光硬化层的抗磨损性越好. 展开更多

关键词 激光相变硬化 激光硬化层 组织 硬度 马氏体 未溶碳化物 抗磨损性 磨损率

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38CrMoAlA钢的表面激光相变硬化层组织分析 被引量：2

14

作者 代永朝 陈宜参 王东锋 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第12期178-180,共3页

为研究激光表面相变硬化对38CrMoAlA钢的表面耐磨性的影响,测定了该钢激光相变硬化层的显微硬度变化,并分析了该钢表面激光相变硬化层的微观组织。发现该硬化层由表及里可分四层,其中第二层显微硬度最高,第四层显微硬度最低。当采用激... 为研究激光表面相变硬化对38CrMoAlA钢的表面耐磨性的影响,测定了该钢激光相变硬化层的显微硬度变化,并分析了该钢表面激光相变硬化层的微观组织。发现该硬化层由表及里可分四层,其中第二层显微硬度最高,第四层显微硬度最低。当采用激光束重叠扫描进行该钢的表面相变硬化时,重叠区域的回火软化效应可导致硬化效果有所降低,故光束重叠尺寸不可过高,本文选择1.2 mm。 展开更多

关键词 激光 相变硬化 38CRMOALA钢 组织分析 马氏体

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激光相变硬化层预测与控制简易模型 被引量：1

15

作者 吴钢 石娟 +1 位作者 宋光明 戴忠森 《上海海运学院学报》 北大核心 2001年第1期12-16,22,共6页

根据激光扫描时工件内温度场及硬化层的分布特征 ,提出了简便实用的硬化层预测计算公式。并在此基础上 ,提出了以硬化层分布均匀性最佳为目标的激光参数优化模型。

关键词 激光相变硬化 硬化层 预测 参数优化 工件 激光扫描 温度场

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金属材料的激光相变硬化机理及其工艺参数优化 被引量：11

16

作者 吴健 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2004年第7期57-59,共3页

简要介绍了激光表面技术中的激光相变硬化,阐述了金属材料的激光相变硬化机理,分析了激光功率、扫描速度和光斑直径等工艺参数对硬化效果的影响,指出用激光能量密度描述激光加工工艺参数之间的耦合作用对硬化效果的影响规律。

关键词 激光相变硬化 硬化机理 激光工艺参数

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轴端沟槽底部激光强化工艺参数优化研究 被引量：3

17

作者 王大承 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期333-337,共5页

分析了选用不同激光能量密度对HT30 0进行表面强化处理时 ,材料表面呈现的四种状况 :未相变硬化、相变硬化、表面微熔及表面熔凝的金相组织。根据工艺要求 ,选取相变硬化方法对轴端沟槽底表面进行处理。分析了工件激光处理方法并通过试... 分析了选用不同激光能量密度对HT30 0进行表面强化处理时 ,材料表面呈现的四种状况 :未相变硬化、相变硬化、表面微熔及表面熔凝的金相组织。根据工艺要求 ,选取相变硬化方法对轴端沟槽底表面进行处理。分析了工件激光处理方法并通过试验研究 ,寻找轴端沟槽底部激光强化工艺参数 :激光功率 (P)、光斑直径 (D)及扫描速度 (V)的优化组合。硬度测试及耐磨性能试验表明 :激光相变处理和激光熔凝处理后轴端沟槽底部表面较表面感应淬火硬度分别提高 7%和34% ,绝对磨损体积分别下降了 13%和 2 5 %。实践证实 ,对轴端沟槽底部激光相变硬化处理方法较其他表面处理方法工艺简单 ,加工工件符合技术要求 ,试验结果对零件表面处理提供了可靠依据。 展开更多

关键词 激光相变硬化 沟槽 HT300 工艺参数 轴端 摩托车

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主动锁模光纤激光器的锁相稳定方法 被引量：1

18

作者 董姝敏 李尧 乔双 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期427-431,共5页

对主动锁模光纤激光器的锁相环路进行了改进,提出一种通过使用"变带宽锁相环"来改善主动锁模光纤激光器稳定性的方法。该方法主要依据信号误差电压实时控制环路的带宽,使环路带宽随锁定信号的频率差动态改变,以达到快速锁定... 对主动锁模光纤激光器的锁相环路进行了改进,提出一种通过使用"变带宽锁相环"来改善主动锁模光纤激光器稳定性的方法。该方法主要依据信号误差电压实时控制环路的带宽,使环路带宽随锁定信号的频率差动态改变,以达到快速锁定信号的目的,从而提高锁模光纤激光器输出光脉冲的频率稳定性。利用Matlab软件的Simulink功能模块对其实效性进行了仿真验证。结果表明,采用该方法,锁相环的捕捉性能和跟踪性能提高了,主动锁模光纤激光器的工作稳定性得到进一步改善。 展开更多

关键词 主动锁模光纤激光器 变带宽锁相环 跨导滤波器 稳定性 锁相技术

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激光功率变化对蠕墨铸铁相变硬化热力耦合场的影响 被引量：1

19

作者 崔艳雨 谭雯丹 +1 位作者 庞铭 胡艳娇 《热加工工艺》 北大核心 2019年第10期234-237,共4页

为了防止蠕墨铸铁气门座激光相变硬化缺陷的形成,通过对其热力耦合场进行数值模拟,探究激光功率的变化对气门座温度场和残余应力场的影响,并在模型中考虑了相变潜热和材料性能参数随温度的变化。结果表明:激光相变硬化是一个快速加热和... 为了防止蠕墨铸铁气门座激光相变硬化缺陷的形成,通过对其热力耦合场进行数值模拟,探究激光功率的变化对气门座温度场和残余应力场的影响,并在模型中考虑了相变潜热和材料性能参数随温度的变化。结果表明:激光相变硬化是一个快速加热和冷却的过程,能够针对材料局部和表面进行硬化和强化;激光功率增加可以提高气门座的峰值温度;气门座截面的温度和周向残余拉应力均呈月牙形分布,峰值均出现在硬化层表面区域;伴随激光功率的增加,相变硬化区域的周向残余拉应力呈上升趋势。基于模拟结果,得到了气门座在不同激光功率下热力耦合场的分布规律,为优化激光参数提供了指导。 展开更多

关键词 相变硬化 蠕墨铸铁 激光功率 热力耦合

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汽车轮毂的脉冲激光热处理数值模拟 被引量：1

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作者 彭华勇 李大成 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第24期193-195,198,共4页

为了研究高斯脉冲激光的表面热处理机理以及相变硬化机理,本文采用傅立叶传热方程以及自定义高斯脉冲热源项建立了轮毂局部热处理有限元模型,并分析了在高斯脉冲激光作用下轮辋等温线分布规律。结果表明:轮毂热处理的最高温度出现在脉... 为了研究高斯脉冲激光的表面热处理机理以及相变硬化机理,本文采用傅立叶传热方程以及自定义高斯脉冲热源项建立了轮毂局部热处理有限元模型,并分析了在高斯脉冲激光作用下轮辋等温线分布规律。结果表明:轮毂热处理的最高温度出现在脉冲激光热源附近,其温度达到铝合金的奥氏体转变温度,随着材料迅速冷却,轮毂表面结构由奥氏体组织转变为马氏体组织;由于脉冲激光的空间非连续加热特性,在热处理过程中轮毂整体温度明显低于熔点,从而避免了轮毂表面局部熔化;轮毂厚度方向上的温度梯度较大,轮辋最大温度呈波峰波谷形式波动,而最低温度逐渐增大。 展开更多

关键词 高斯脉冲激光 表面热处理 相变硬化 奥氏体转变温度 温度分布

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