[发明专利]铁基重熔层的组织和性能分析方法

权利要求书

1.一种铁基重熔层的组织和性能分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将铁基试件放在盛有去离子水的容器中，调整冷却水液面到被处理面的距离，用Nd：YAG激光以设定的工艺参量进行试件表面重熔，得到激光重熔层；

步骤2，分析不同深度冷却水层试样的性能及重熔层摩擦磨损性能，得到分析结果；所述不同深度冷却水层试样的性能分析结果包括：

在三种不同的冷却水深中，使用激光器对铁基表面进行激光重熔，经测定得到，在水深为1mm、2mm、3mm的情况下，表面硬度分别为434HV、452HV和470HV，从而得到重熔层的表面硬度随着水深的逐渐提高而增大，在有效激光功率范围内，水深较大时，所得到的水冷重熔层的硬度比空气重熔层有所提高；不同冷却水深下完全重熔区和未重熔区之间的硬度梯度的下降陡度有所不同，经较低激光功率重熔处理的焊层截面硬度的下降幅度快于高功率的；

所述重熔层摩擦磨损性能分析结果包括：

激光重熔功率影响重熔层耐磨性的因素包括：激光重熔功率越大，使得合金元素的固溶量越增多，固溶强化作用越明显；当激光功率增加到一定范围时，重熔层之间避免了未搭接现象出现，使得其整体硬度趋于均匀和稳定，从而使得重熔层的耐磨性的提高幅度随着激光功率的提高而加大；在硬度区域均匀稳定的范围内，水环境的影响是，随着冷却水深的增加，耐磨性有所提高；

步骤3，采用理论计算的方法求解合金层表面熔化和凝固过程，估算合金凝固过程中的平均冷速，得到激光能量对合金结晶过程中生长形貌的影响规律；所述激光能量对合金结晶过程中生长形貌的影响规律包括：

随激光能量的增加，凝固平均冷速反而下降；

合金经激光辐照后，表面发生快速熔凝，快速凝固过程中合金处于非平衡态，凝固后生长形貌为枝晶态，随冷速增加，组织变得细化，枝晶长度和二次臂间距均变小，最终生成十字状细小的颗粒晶；

在冷却水中，由于水体的保护，激光的能量密度下降，使得凝固平均冷速提高，同时在水中冷却，冷却效果进一步提高，冷却速率大幅加快。