论文部分内容阅读
本文对叶片材料17-4PH钢进行了表面激光淬火。采用金相(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和穆斯堡尔谱等实验手段对激光淬火后的淬硬层和基体进行组织比较；利用硬度仪、X射线应力仪和电化学手段测试激光淬火表面的硬度,表面残余应力分布和耐腐蚀性能的变化。同时对激光淬火后的淬硬层在500℃进行时效处理,采用透射电镜和穆斯堡尔谱研究了激光淬硬层和激光淬火后500℃时效的固态相变过程。研究结果表明：经过激光淬火后,试样的截面组织分为三个部分：淬硬层、过渡区和基体,淬硬层的组织主要是淬火马氏体,靠近基体时其组织主要是回火马氏体,同时表面的铁素体溶解细化,而碳化物NbC并没有溶解；淬硬层的原奥氏体晶粒明显细化,晶粒度为11-12级；激光淬火后表面的奥氏体和富铜相大部分溶解；通过透射电镜和穆斯堡尔谱的研究表明：激光淬火处理,原子扩散比较困难,其中的富铜相溶解冷却后形成新的顺磁相奥氏体,奥氏体中的铜含量比较高,激光淬火前的奥氏体转变为马氏体。激光淬火后截面硬度的分布表明：激光淬硬层中的硬度得到了提高,提高幅度为40-50HV。细化晶粒、激光淬火带来的缺陷增加、原奥氏体的转变以及激光淬火带来的组织不均匀性是导致激光淬火后硬度增加的因素。动电位极化实验证实表面经过激光淬火后,腐蚀性能得到了提高,其中点蚀性能较基体也提高了。表面残余应力分布图显示：激光淬火后表面残余应力为压应力,平均轴向残余应力为-112 MPa,平均切向残余应力为-83 MPa,表面压应力的范围超过1mm,淬硬层500℃下时效2h后压应力更均匀,大小改变不大。这三个方面因素将提高材料的抗水蚀性能。淬硬层在500℃进行时效后,显微硬度在4h达到最大值457HV,淬火后500℃时效对硬度的提高不是很大,时效峰值延迟。淬硬层在经过2h时效后,富铜相并没有明显析出；在时效4h后出现富铜相混合形态,部分富铜相已经粗化；时效8h后,大量的富铜相在马氏体基体上析出并粗化,与基体还存在位向关系：(332)M//(001)Cu,[110]M//[111]Cu,不同于一般的K-S关系。淬硬层中顺磁相奥氏体从500℃时效开始就不断的减少,富铜相逐渐形成。