45钢激光碳硼合金化工艺优化及最优工艺下合金化层的组织与性能

来源：机械工程材料杂志2022年第8期北京时间：

作者：李海涛, 程景甜, 樊帅奇, 徐金富

摘要：采用激光合金化法在45钢表面制备了碳硼二元合金化层,通过正交试验对其工艺进行优化,并研究了最优工艺下合金化层的组织与性能。结果表明:正交试验得到最优工艺为激光功率2.2 kW,扫描速度500 mm·min-1,搭接率40%,硼、碳粉末质量比6.0:3.5;最优工艺下制备的合金化层由Fe3C、Fe2B、FeB、γ-(Fe,C)相组成,包括合金化区和热影响区;合金化区组织以柱状晶和胞状晶为主,其厚度约为600 μm,平均硬度为879 HV,热影响区组织由针状马氏体和残余奥氏体组成,其晶粒尺寸由基体向合金化区逐渐变小,热影响区厚度约为450 μm,硬度在220~768 HV间呈梯度分布;合金化试样的摩擦因数约为0.466 6,磨损率为0.455 3×10-14 m3·N-1·m-1,与45钢基体试样相比,耐磨性能得到大幅提高。

关键词：激光合金化, 碳硼共渗, 合金化层, 显微硬度, 耐磨性能