激光扫描方式对AISI 4340钢激光表面硬化实验探究

本文主要探讨了激光表面相变硬化在AISI 4340钢上的应用，这是一种先进的材料表面强化技术，用于提升钢的疲劳和耐磨性能。研究关注的是不同激光扫描方式对硬化效果的影响，尤其是在处理较大表面尺寸时，如线性、正弦波、三角形和次摆线等扫描模式。 实验采用了一台3千瓦的Nd：YAG激光源，关键的加热参数包括激光功率、扫描速度。这些参数直接影响硬化深度和硬化宽度的变化，进而影响硬化区域的特性。研究采用了田口方法和改进的统计分析工具进行结构化实验设计，确保了结果的可靠性和准确性。 结果显示，尽管扫描模式本身并不改变激光参数对硬化深度和宽度的影响，但不同模式会放大或减小这些参数的效果。具体来说，当追求最大硬化宽度的同时保持可接受的硬化深度时，正弦曲线和三角形扫描模式显示出相关性。这表明，在实际应用中，选择适当的扫描模式对于优化激光表面硬化工艺至关重要。 该研究发表在《矿物与材料特性与工程》杂志上，提供了关于如何通过精确控制激光扫描模式来实现最佳表面性能的实用指导。这对于金属加工行业，特别是对那些需要强化大面积工件表面的行业，具有重要的参考价值。通过这一研究成果，工程师们可以根据具体需求调整扫描策略，以提高生产效率并降低材料浪费。