（材料加工工程专业论文）轴承表面的激光相变硬化关键技术研究.pdf

摘要 材料的表面处理有很多种方法，采用先进的表面改性手段可强化轴承工作表面，提高轴 承工作可靠性，延长其使用寿命，应用激光对轴承表面实施相变硬化处理( 激光淬火) 则是 一门新技术。本文结合安徽省教育厅自然科学重点资助项目“轴承表面的激光硬化关键技术 及应用技术研究”( 编号：k j 2 0 0 9 a 0 2 i ) ，研究g c r l 5 钢试样及轴承滚道表面激光相变硬化的 各种关键问题，为轴承滚道表面强化提供了新途径，将基础研究与生产实际相结合，具有实 际意义。 选用c 0 2 激光器进行g c r l 5 轴承滚道表面激光相变硬化处理试验。运用正交试验设计方 法对工艺参数进行了优化，用光学显微镜( o m ) 和扫描电镜( s e m , f e ie s e mx l 3 0 ) 进行g c r l 5 轴承钢激光表面改性后的显微组织和形貌尺寸特征分析。选择合适的激光淬火参数，以保证 激光表面改性层有足够的硬化层深度和高的硬度值，有更加细小的马氏体组织。结果表明， 经激光相变硬化后轴承滚道表面硬度得到提高，且随着激光功率的增加，淬硬层的深度与硬 度增加，硬化层深度最多可以达到0 8 0 9 m m 。组织细化和过饱和的隐晶马氏体的形成是硬度 提高的主要原因。 对激光相变硬化处理后的g c r l 5 钢试样，使用x 射线衍射仪对淬硬层的残余奥氏体含量 和残余应力分布进行了分析。结果显示，激光强化区由于碳的溶解形成较多的残余奥氏体和 细小的未溶碳化物。激光相变硬化后试样表面为压应力，且随着激光功率的增大而变大。 对激光相交硬化处理后的g c r l 5 钢试样进行不同温度的回火处理，并与经常规热处理后 的g c r l 5 钢试样进行对比分析。结果表明，激光淬火组织的回火稳定性明显提高。借助扫描电 镜观察得知，回火稳定性提高的原因是激光淬火后奥氏体和淬火马氏体的合金浓度得到了提 高。 对g c r l 5 钢轴承滚道表面激光淬火处理过程进行数值模拟，讨论激光工艺参数对轴承滚 道表面激光淬火处理后相变硬化区宽度和深度的影响，得到与实验比较吻合的结果。模拟结 果表明激光工艺参数固定时，激光扫描开始、结束阶段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开始、结束阶段淬硬层深度分布的不均匀性。探讨 了改善硬化层深度分布均匀性和表面硬度均匀性的方法。 将激光强化后的g c r l 5 钢和常规热处理的g c r l 5 钢试样在干摩擦条件下的磨损行为进行 比较，以评估其磨损行为。激光强化后的g c r l 5 钢相对于常规热处理的g c r l 5 钢，由于其微 观结构造成的高的强韧性而导致磨损率的提高。常规热处理试样和激光强化试样的磨损机制 相同，同为磨料磨损和氧化磨损，同时拌有粘着磨损存在。激光强化后材料的热稳定性提高，这 使激光相变硬化区具有较高的抗回火软化能力。 在油润滑条件下比较激光强化后试样和常规热处理试样的耐磨性。激光强化g c r l 5 钢的 摩擦学特性略好一点，激光硬化层因其组织硬化、高硬度和高韧性而导致磨损率( 1 0 击m g n m 数量级) 低于常规热处理g c r l 5 钢。在稳定状态，激光强化后试样的摩擦系数与常规热处理 试样的摩擦系数没有明显的区别。激光强化后试样和常规热处理试样两者的磨损机制基本相 同，均为轻微磨料磨损和疲劳磨损。 研究了不同激光功率对硬化后的最终显微组织、硬度和耐磨性的影响。激光参数变化引 起显微组织发生变化，造成表面硬度值和磨损率较大的差异。激光功率增大时，激光硬化层 表面未溶碳化物量减少，从而表面马氏体中含碳量增加，表面硬度增高。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性越好。在干摩擦磨损过程中激光表面 改性层发现摩擦诱发的马氏体相变。 对激光相变硬化处理后的g c r l 5 钢试样进行三点弯曲试验，研究激光硬化层对钢件抗弯 强度和挠度的影响。弯曲试验时材料的塑性用各试样的最大挠度来表示。结果表明，经激光 硬化处理后钢件的抗弯强度和挠度明显下降，断裂机制发生改变，导致了激光硬化层塑性和 韧性的下降。对常规热处理试样和激光表面处理试样断口也进行对比分析，常规热处理试样 断裂后断裂表面均表现出韧性断裂后的韧窝特征，激光硬化层起裂区呈现脆性断裂特征，断 裂方式主要为准解理和沿晶断裂。 综上所述，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和残余压应力，并提高轴承套圈滚道 表面的耐磨性能。激光表面强化技术用于轴承滚道表面处理，是一种全新尝试，有利于提高 其接触疲劳性能，但因作用机制十分复杂，尚需进一步开展大量的试验工作与理论研究。 关键词：激光相交硬化；激光硬化层；组织；硬度；未溶碳化物；抗磨损性；磨损率 a b s t r a c t t h e r ea r em a n ym e a n st os t r e n g t h e nt h em a t e r i a ls u r f a c e t h es u r f a c em o d i f i c a t i o nt e c h n i q u ei s a l la d v a n c e dw a yt oi m p r o v et h er e l i a b i l i t ya n dt h es e r v i c el i f eo fw o r k i n gs u r f a c eo fb e a r i n g t h e l a s e rt r a n s f o r m a t i o nh a r d e n i n g ( l s h ) i san e w l y - d e v e l o p e dt e c h n o l o g y ，w h i c hi sn o wu s e df o rt h e m a t e r i a ls u r f a c et r e a t m e n t i nt e r m so f t h ek e yp r o j e c to f t h en a t u r a ls c i e n c er e s e a r c hf o u n d a t i o no f d e p a r t m e n to fe d u c a t i o no fa n h u ip r o v i n c e ( n o ：k j 2 0 0 9 a 0 21 ) r e s e a r c ho nt h ek e yt e c h n o l o g i e s o fl a s e rt r a n s f o r m a t i o nh a r d e n i n gf o rb e a r i n gs u r f a c eo fg c r l5s t e e l , t h i sd i s s e r t a t i o na i m st os t u d y o nt h ek e yt e c h n o l o g i e si nt h el s hf o rb e a r i n gs u r f a c ea n ds a m p l e so fg c r l5s t e e l t h i sd i s s e r t a t i o n w i l le x p l o r et h en o v e la p p r o a c h e sf o rt h es u r f a c eh a r d e n i n go fb e a t i n gr i n g s ，i nw h i c ht h e f o u n d a m e n t a lt h e o r ya n dp r a c t i c ea r ec o m b i n e dw i t ha c t u a lm e a n i n g t h el s hp r o c c e s so fg c r l5s t e e lb e a r i n gr i n g si sc o n d u c t e du s i n gt h ec 0 2l a s e rh e a t s o u r c e t h el a s e rp r o c e s s i n gp a r a m e t e r sa r eo p t i m i z e du s i n gt h eo g h o g o n a le x p e r i m e n t a ld e s i g n m e t h o d t h em a c r o m o r p h o l o g ya n dm i c r o s t r u c t u r eo ft h eh a r d e n e dl a y e r sa r ei n v e s t i g a t e db yt h e o p t i c a lm i c r o s c o p y ( o m ) a n ds c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p y ( s e m ，f e ie s e mx l 3 0 ) t h e l a s e r - q u e n c h i n gp a r a m e t e r ss e l e c t e ds h o u l de n s u r et h eq u e n c h e dz o n e st op r o v i d en o to n l ys u f f i c i e n t c a s ed e p t ha n dh i g h e rh a r d n e s s ，b u ta l s oas u i t a b l ep r o f i l ea n df i n e rm i c r o s t r u c t u r e t h ee x p e r i m e n t a l r e s u l t ss h o wt h a tt h eh a r d n e s so fb e a r i n gs u r f a c ei ss i g n i f i c a n t l yi m p r o v e da f t e rt h el s hp r o c e s s ，a n d t h ed e p t ho fh a r d e nl a y e ra n dt h eh a r d n e s si n c r e a s ew i t ht h ei n c r e a s i n go fl a s e rp o w e r t h ed e p t ho f l a s e rt r a c k so fa b o u to 8 - 0 9m mh a sb e e no b t a i n e d t h eh a r d n e s se n h a n c e m e n to fh a r d e n e dl a y e ri s a t t r i b u t e dt ot h eg r a i nr e f i n i n ga n dt h ef o r m a t i o no fs u p e r s a t u r a t e dh i d d e nc r y s t a lm a r t e n s i t ed u r i n g t h el a s e rq u e n c h i n g t h ew i d e b a n dl a s e rs u r f a c eq u e n c h i n gf o rg c r l 5s t e e lt r e a t e dc o n v e n t i o n a l l yi sc a r r i e do u tb y t h ec 0 2l a s e re q u i p m e n t t h e nt h ec o n t e n to fr e t a i n e da u s t e n i t ea n dt h ed i s t r i b u t i o no fr e s i d u a ls t r e s s a r ea n a l y z e db yu s i n gt h ex - r a yd i f f r a c t i o n ( x r d ) t h et e s t e dr e s u l t si m p l yt h a tt h eq u e n c h e dz o n e s h a v em o r er e t a i n e da u s t e n i t ea n df i n e rc a r b i d e sd u et oah i i g h e rd e g r e eo fc a r b i d e d i s s o l u t i o n c o m p r e s s i v es t r e s sa r ed e t e c t e do nt h es u r f a c eo fh a r d e nl a y e ra f t e rt h el t h ，a n di t i n c r e a s e sw i t ht h ei n c r e a s i n go fl a s e rp o w e r s u b s e q u e n t l yt h el a s e r - q u e n c h e ds a m p l e sa r et e m p e r e d a tv a r i o u sl e v e l so ft e m p e r a t u r e s t h er e s u l t ss h o wt h a tt h e yh a v et h eg o o dm i c r o s t r u c t u r es t a b i l i t ya t t h er e l a t i v e l yh i g ht e m p e r a t u r ec o m p a r e dw i t ht h o s eo fc o n v e n t i o n a l l yh a r d e n i n gg c r l5s t e e l s p e c i m e n s t h er e a s o n t oe n h a n c et h e t e m p e r i n gs t a b i l i t y i sa n a l y z e db ym e a n so fs e m o b s e r v a t i o n i nt h i sw o r k , t h et e m p e r a t u r ef i e l do fl a s e rs u r f a c eh a r d e n e dl a y e r sf o rr a c es u r f a c ei sa l s o a n a l y s e dn u m e r i c a l l yi nd e t a i l t h ei n f l u e n c e so fl a s e rp a r a m e t e r so nt h ew i d t h sa n dd e p t h so fl t h z o n e so fg c r l5s t e e la r ed i s c u s s e da n dt h er e s u l t so b t a i n e da r ep r o v e dt oc o i n c i d ew i t ht h e e x p e r i m e n t s f r o mt h e s et h e o r e t i c a lr e s u l t s ，i ti sc l e a rt h a ti nc l o s ep r o x i m i t yt ot h eb o u n d a r i e s ( s u c h a sb e g i n n i n ga n de n d i n gb o u n d a r i e s ) ，t h et e m p e r a t u r ef i e l dh a sa l lo b v i o u sc h a n g ew h e nt h el a s e r m e a np o w e ri sk e p tt h ec o n s t a n t ，w h i c hl e a d st ot h eh a r d n e s sd i s c r e p a n c ya n dt h ec a s ed i s c r e p a n c y b e t w e e nt h eb e g i n n i n ga n de n d i n gb o u n d a r i e so ft h eb e a r i n gr i n g s t h ep a p e rp u t sf o r w a r df e a s i b l e m e t h o d st oi m p r o v ed i s t r i b u t i o nu n i f o r m i t yo ft h eh a r d e n e dc a s ea n dt h eh a r d n e s su n i f o r m i t yo fs t e e l s u r f a c e t h ec h a r a c t e r i s t i c so fd r yf r i c t i o nw e a rr e s i s t a n c eo fh a r d e n e dg c r l5s t e e ls p e c i m e n sa r e s t u d i e da n dc o m p a r e dw i t ht h o s eo fc o n v e n t i o n a l l yh a r d e n i n gs p e c i m e n st oe v a l u a t et h et r i b o l o g i c a l b e h a v i o r s l a s e rs u r f a c eh a r d e n i n gg c r l5s t e e ls p e c i m e n se x h i b i ts u p e r i o rw e a l r e s i s t a n c et o c o n v e n t i o n a l l yh a r d e n e ds p e c i m e n sd u et ot h ee f f e c t so fh a r d e n i n go fm i c r o s t r u c t u r e ，h i g hh a r d n e s s ， a n dt o u g h n e s s t h er e s u l t ss h o wt h a tt h ea c t i n gw e a rm e c h a n i s mf o rb o t ht h el a s e rq u e n c h e dl a y e r a n dt h eh a r d e n e dl a y e rw i t hc o n v e n t i o n a lh e a tt r e a t m e n t sa r ep r e d o m i n a n t l ya d h e s i v e ，m a t e r i a l t r a n s f e r ，o x i d a t i o na n da b r a s i o n t h em i c r o s t r u c t u r a lt h e r m a ls t a b i l i t yi si n c r e a s e da f t e rl a s e rs u r f a c e t r e a t m e n t t h es t r u c t u r e sw i t hh i g h e rm i c r o s t r u c t u r a lt h e r m a ls t a b i l i t ye x h i b i tag o o ds t a b i l i t yt ot h e h e a te f f e c to fs l i d i n gf r i c t i o na n dw e a r t h ew e a rr e s i s t a n c eu n d e rl u b r i c a t e ds l i d i n gc o n d i t i o n si s c o m p a r e db e t w e e ns p e c i m e n s t r e a t e dw i t hl a s e ra n dt h o s eo fc o n v e n t i o n a l l yh a r d e n e d t h et r i b o l o g i c a l p r o p e r t i e so fl a s e r s u r f a c e - q u e n c h e dg c r l5s t e e ls p e c i m e n sa r es l i g h t l yb e t t e rd u et ot h ee f f e c t so fm i c r o s t r u c t u r e h a r d e n i n g ，h i g hh a r d n e s sa n dt o u g h n e s s ，w i t ht h ew e a rr a t e ( i nt h eo r d e ro f10 4 m g n m ) l o w e rt h a n t h o s eo ft h ec o n v e n t i o n a l l yt r e a t e ds p e c i m e n s a tt h es t e a d ys t a t e ，t h ef r i c t i o n a lc o e f f i c i e n to f l a s e r - t r e a t e ds a m p l e sh a sn oo b v i o u sd i f f e r e n c ef r o mt h a to ft h ec o n v e n t i o n a l l yt r e a t e ds a m p l e s t h e w e a rm e c h a n i s mf o rb o t hc a s e si s s i m i l a r , g e n e r a l l yi n v o l v e ss u r f a c ef a t i g u ew e a ra n ds l i g h t a b r a s i o nw e a r t h ee f f e c to fl a s e rp o w e r so nt h ef i n a lm i c r o s t r u c t u r ea n dt h eh a r d n e s sa f t e rl a s e rq u e n c h i n g a n dt h ew e a rr e s i s t a n c eo ft h eb e a r i n gs t e e lg c r l5u n d e rs l i d i n gw e a ri na i ri si n v e s t i g a t e d t h e d i f f e r e n c eo fm i c r o s t r u c t u r ei sp r o d u c e db yc h a n g i n gt h el a s e rp o w e r , w h i c hr e s u l ti nt h eb i g g e r d i f f e r e n c eo fs u r f a c eh a r d n e s sa n dt h ew e a rr a t e w h e nt h el a s e rp o w e ri si n c r e a s e d ，t h ea m o u n to f u n d i s s o l v e dc a r b i d e so ft h el a s e rh a r d e n e dl a y e rs u r f a c ei sd e c r e a s e d ，t h ea v e r a g ec o n t e n to f c a r b o n o ft h el a s e rh a r d e n e dl a y e rs u r f a c ei si n c r e a s e d ，t h u sl e a d st ot h ei n c r e a s eo ft h es u r f a c eh a r d n e s s i n a d d i t i o n t h er e t a i n e da u s t e n i t ea n di t ss t r e s si n d u c e dt r a n s f o r m a t i o ni n t om a r t e n s i t et a k e sp l a c ei n t h ew e a rt e s to nt h eh a r d e n e dz o n es u r f a c e t h ew e a rr e s i s t a n c eo fl a s e rh a r d e n e dl a y e ri si n c r e a s e d w h e nt h el a s e rp o w e ri si n c r e a s e db o t hu n d e rt h ed r ys l i d i n gw e a rc o n d i t i o n sa n dl u b r i c a t e ds l i d i n g c o n d i t i o n s 1 1 1 ei n f l u e n c eo fl a s e rs u r f a c eh a r d e n e dl a y e r so nt h eb e n d i n gs t r e n g t ha n df l e x u r a ld e f l e c t i o no f t h es a m p l e si ss t u d i e dt h r o u g ht h et h r e e - p o i n tb e n dt e s t s i nt h et e s t s ，t h em a t e r i a lp l a s t i c i t yi s c h a r a c t e r i z e db yt h eb e n d i n gd e f l e c t i o n t h er e s u l t ss h o wt h a tt h eb e n d i n gs t r e n g t ha n df l e x u r a l d e f l e c t i o no ft h es a m p l e sa r ed e c r e a s e do b v i o u s l ya f t e rt h el a s e rq u e n c h i n g m o r e o v e r ，t h ef a i l u r e m e c h a n i s ma l s oc h a n g e s ，w h i c hc a u s e st h ed e c r e a s eo ff r a c t u r et o u g h n e s sa n dp l a s t i c i t y t h e f r a c t u r e ds u r f a c e so fl a s e rs u r f a c eh a r d e n i n gs p e c i m e n sa r ea n a l y z e da n dc o m p a r e dw i t ht h o s eo f c o n v e n t i o n a l l yh a r d e n i n gs p e c i m e n s f r a c t u r et o u g h n e s sc h a r a c t e r i s t i co fd i m p l e si s o b s e r v e d0 1 1 f r a c t u r es u r f a c eo fc o n v e n t i o n a l l yh a r d e n e ds p e c i m e n s t h ef r a c t u r e ds u r f a c e so ft h el a s e rs u r f a c e h a r d e n e dl a y e r se x h i b i tt h eb r i t t l ef r a c t u r ei nc r a c ki n i t i a t i o nz o n e t h em o d eo fb r i t t l ef r a c t u r ei s m a i n l yt h ei n t e r g r a n u l a rf r a c t u r ea n dm a n yc l e a v a g es t e p si nc r a c ki n i t i a t i o nz o n e i nc o n c l u s i o n ，t h er e s u r sd e m o n s t r a t e st h a tt h el s hc a np r o d u c eap r e d o m i n a n t l ym a r t e n s i t i c m i c r o s t r u c t u r ew i t hm o r er e t a i n e da u s t e n i t ea n df i n e rc a r b i d e s ，w i t hh i 【g hh a r d n e s sa n dw e a r r e s i s t a n c ea n dr e s i d u a lc o m p r e s s i v es t r e s sa tt h es u r f a c eo fg c r l5s t e e l t h ew e a rr e s i s t a n c eo f b e a r i n ga s s e m b l yi si n c r e a s e da f t e rt h el s h i no r d e rt oa p p l yt h el s hp r o c e s st oa c t u a lp r o d u c t i o n f o rt h es u r f a c eh a r d e n i n gp r o c e s so fb e a r i n gr i n g s ，f u r t h e re x p e r i m e n t sa n ds t u d i e sr e q u i r e st ob e d o n e k e y w o r d s ：l a s e rt r a n s f o r m a t i o nh a r d e n i n g ；l a s e rs u r f a c eh a r d e n e dl a y e r s ；m i c r o s t r u c t u r e ；h a r d n e s s ； u n d i s s o l v e dc a r b i d e s ；w e a rr e s i s t a n c e ；w e a l r a t e 插图清单 图1 1温度时间奥氏体转变组织硬度曲线1 1 图2 1 轴承套圈示意图“1 7 图2 2 滚道激光相变硬化处理示意图19 图2 3 不同激光处理后的硬度分布曲线i - i v 2 5 图2 4 同一深度处不同位置测量点的显微硬度沿硬化层深分布曲线”2 6 图2 5 不同激光处理后的淬硬区深度和宽度分布曲线h v “2 7 图2 - 6 第4 号试样表面晶粒度( 5 0 0 ) 2 9 图2 7 第5 号试样表面粗大晶粒( 5 0 0 ) 。2 9 图2 8g c r l 5 钢激光淬火试样基体的微观形貌( s e m ) ”2 9 图2 - 9g c r l 5 钢激光淬火表层的微观形貌( s e m ) 3 0 图2 1 0g c r l 5 钢硬化层和基体交界处s e m 微观形貌( s e m ) “3 0 图2 1 1 颗粒细小、分布不均匀的碳化物组织( s e m ) 3 1 图2 1 2 激光硬化试样碳化物组织( 光学照片) 31 图2 13 激光淬火硬化层的x r d 衍射图谱。3 2 图2 1 4 激光硬化层徼区的能谱图( 点位置：s p e c t r u m 5 ) 3 4 图2 1 5 微区显微组织s e m 照片( 点位置：s p e c t r u m s ) 3 4 图2 1 66 3 0 9 型轴承套圈示意图3 5 图2 1 7g c r l 5 钢激光淬火表层的微观形貌( s e m ) ( 回火温度( a ) ：1 5 0 c ，( b ) ：2 5 0 。c ) 3 6 图2 1 8g c r l 5 钢激光淬火表层的微观形貌( s e m ) ( 回火温度：3 5 0 ) 3 6 图2 1 9g c r l 5 钢激光淬火表层的微观形貌( s e v 0 ( 回火温度：4 5 0 ) 3 7 图2 2 0g c r l 5 钢激光淬火表层的微观形貌( s e m ) ( 回火温度：5 5 0 。c ) 3 7 图2 2 1g c r l 5 钢激光淬火表层硬度回火温度曲线3 8 图2 2 2 接触疲劳失效后的表面和表层形貌4 2 图2 2 3 套圈激光相变硬化处理的硬化层”4 3 图2 2 4 轴承内圈激光相变硬化处理的硬化层4 3 图2 2 5 轴承内圈激光相变硬化处理的硬化层截面形貌“4 3 图2 2 6 轴承外圈激光相变硬化处理的硬化层4 4 图3 1轴承套圈激光淬火的三维有限元模型”4 8 图3 2 轴承套圈激光淬火的二维平面网格划分”4 8 图3 3 轴承套圈激光淬火横截面的温度场分布云图( p = 2 5 0 0 w , v = 7 0 0m m m i n ) “5 0 图3 - 4 轴承套圈激光淬火后的计算和实测硬化层示意图”5 0 图3 5 轴承套圈激光淬火硬化带截面上的时间温度曲线( p = 2 2 0 0 w ，v = 7 0 0m m m i n ) - 5 2 图3 - 6 轴承套圈激光淬火硬化带中心表面点温度分布( p - - - - 2 2 0 0 w ，v = 7 0 0m m m i n ) 5 3 图4 1 m m 2 0 0 环块式摩擦磨损试验机5 6 图4 2 不同激光处理后的硬度分布曲线h v 5 7 图4 3 干摩擦条件下摩擦试块磨损量5 9 图4 _ 4 常规热处理摩擦试块磨损表面的s e m 显微图”6 0 图4 5 激光硬化摩擦试块磨损表面的s e m 显微图6 1 图4 - 6 油润滑摩擦块试样的磨损率6 3 图4 7 激光硬化磨损表面的s e m 显微图( p = 2 6 0 n ) 6 5 图4 8 常规热处理硬化磨损表面的s e m 显微图( p = 2 6 0 n ) 6 5 图5 1试样激光相变硬化带截面上的时间温度曲线( 中心各点不同深度处温度- 时间变化曲 线) 6 8 图5 2 试样激光相变硬化带截面上的时间温度曲线( 中，t b 表面点的温度时间变化曲线) 6 8 图5 3 试样激光淬火硬化带中心表面点温度分布( p = 5 0 0 w , v = 7 0 0m m m i n ) 6 9 图5 - 4g c r l 5 钢激光淬火温度与时间的关系曲线7 0 图5 5 激光淬火( p = 1 3 0 0 w , v = 7 0 0m m m i n ) 硬化层的x r d 衍射图谱7 1 图5 - 6 不同激光功率下沿硬化层深度方向的硬度分布7 2 图5 7 干摩擦条件下摩擦块磨损量( 激光工艺不相同) 7 5 图5 8 油润滑条件下摩擦块磨损量( 激光工艺不相同，油速2 5 滴分) 7 5 图5 - 9 激光淬火摩擦试块的磨损表面形貌( 油润滑：p = 1 3 0 0 w ) ”7 5 图5 1 0 激光淬火摩擦试块的磨损表面形貌( 干摩擦：p = 1 3 0 0 w ) 7 5 图5 1 1各试样的o f 曲线”7 7 图5 1 2 不同激光功率的功率抗弯强度( 挠度) 曲线7 7 图5 1 3 试样断口s e m 形貌( 低倍) 7 8 图5 1 4 常规热处理试样断口s e m 形貌7 9 图5 15 激光硬化层断口s e m 形貌8 0 图5 1 6 硬化层和基体交界处断口s e m 形貌”8 0 图5 1 7 不同激光功率下试样表面残余应力的分布图8 2 图5 1 8 激光淬火试样残余应力沿硬化层深度的分布图8 2 表格清单 表2 1 激光相变硬化层正交设计实验方案及实验结果2 3 表2 2 正交设计实验极差分析结果2 3 表2 3 激光相变强化工艺参数及实验结果“2 4 表2 4 第5 号试样距表面一定距离处硬度与心部硬度2 6 表2 5 试样晶粒度沿层深方向的分布情况2 8 表2 - 6 激光淬火硬化层的微区成分检测结果( 州) 3 3 表2 7 微区成分检测结果( 点位置：s p e e t r u r n 5 ) 3 4 表2 86 3 0 9 型轴承外圈淬火变形量3 5 表3 1g c r l 5 钢的热物性参数“4 8 表3 2 轴承套圈激光相变强化工艺参数及实验结果5 1 表3 3 轴承套圈激光相变硬化加熟和冷却过程模拟结果( p = 2 2 0 0 w , v = 7 0 0m m m i n ) ”5 2 表3 4 轴承套圈滚道沿硬化层深度方向的硬度分布( p = 2 2 0 0 w ，v = 7 0 0m m m i n ) - 5 3 表4 1 干摩擦条件下摩擦系数( 激光工艺相同) 一5 7 表4 2 干摩擦条件下磨损量( 激光工艺相同) 5 8 表4 3 干摩擦条件下表面粗糙度( 激光工艺相同) 一5 9 表4 - 4 油润滑条件下摩擦系数( 激光工艺