制造工艺简单、成本低的球墨铸铁,微观组织是应力集中效应最低的球状石墨颗粒,均匀的分布在强韧性良好的珠光体或铁素体基体上,因而具有相当于碳钢的综合机械性能,在工业生产和社会生活中的应用日益广泛和重要。由于表面失效是工程材料失效的主要方式,人们对球墨铸铁的性能,特别是表面性能的要求也越来越高。为了满足工业应用的需求,研发适用于球墨铸铁表面强化的表面工程技术日益重要。本文通过在球墨铸铁材料表面的激光重熔试验,研究激光工艺对重熔区形态、组织和性能的影响,探讨激光工艺参数与重熔区微观组织和性能之间的关系规律,研发能够有效消除球墨铸铁表面层杂质、气孔和化合物等有害相,细化球墨铸铁材料表面层的粗大组织,改善球墨铸铁表面层的质量和性能的激光重熔技术。本文使用光纤激光器,在0.3KW到1.4KW的激光功率区间,5mm/sec到25mm/sec的扫描速度区间,对球墨铸铁表面进行激光重熔试验。应用VHX-600K超景深三维数码显微分析仪对重熔区及其热影响区的几何形态、微观组织进行了研究,调查了重熔区及其热影响区的的显微硬度,分析讨论了激光功率和扫描速度对激光重熔区几何形态、微观组织和显微硬度的影响。对球墨铸铁表面激光重熔区几何形态的研究表明,激光功率对重熔区的几何形态有重要影响,激光功率低于0.8KW时,重熔区不会出现深熔现象,激光功率大于0.8KW后,随着激光功率的增加,深熔面积占比显著上升,当激光功率为1.4KW,扫描速度为5mm/sec时,深熔面积约占重熔区总面积的40%。另外,激光功率从0.3KW增加到1.4KW时,重熔区熔道横截面的几何形状,也从扁平的半椭圆性逐渐演变为标准的圆弧形。激光功率不变时,激光扫描速度对重熔区熔道横截面几何形状的形象不明显,但随着激光扫描速度的下降,重熔区中深熔的面积占比明显增加。对球墨铸铁表面激光重熔区及其热影响区微观组织和显微硬度的研究表明,激光重熔后,重熔区的微观组织显著细化,铸造缺陷消失,石墨颗粒在重熔时逸出到熔池表面。重熔区的平均硬度可达870HV,是球墨铸铁母材的4倍。受激光熔池高温的影响,热影响区中出现了粗大的淬火组织。激光重熔区的微观组织特征表明,随着激光功率的升高,激光扫描速度的下降,激光重熔区中的微观组织从细小的胞状树枝晶逐渐演化为粗大的树枝晶。