激光功率对DH36船用钢力学性能及强化机制的影响

作者：柳睿; 于佳成; 杨琪帆; 吴志杰; 席明哲; 高士友^*

来源：表面技术, 2023, 52(03): 408-417.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.03.039

• 激光功率
• Rosenthal模型
• 力学性能
• 析出相
• 强化机制

目的 提高DH36船用钢表面力学性能及研究其强化机制。方法 采用不同激光功率对DH36船用钢表面进行激光重熔。随后使用OM、SEM、TEM、万能力学试验机和维氏硬度计研究了激光功率对DH36船用钢组织转变、析出相和力学性能的影响。利用Rosenthal模型计算出了熔池内的温度梯度、冷却速率和凝固速度。分析讨论了不同激光功率下重熔层内显微组织的转变过程。比较了不同激光功率作用后DH36船用钢的拉伸性能和显微硬度。结果 激光功率为1 500 W时，最大的屈服强度和抗拉强度分别为495.7 MPa和615.5MPa。重熔层内显微硬度沿z方向呈逐渐下降趋势，激光功率为1 000 W时，具有最大的硬度值448HV。随着激光重熔功率(P)的增加，熔池内的温度梯度的最大值(Gmax)单调增加，而凝固速度的最大值(Rmax)则与P无关。当v=10 mm/s时，激光重熔DH36钢的熔池内有Rmax=0.098 3 m/s。在P=2 500 W时，熔池内有Gmax=107 700 K/m。功率为1 000 W时，晶粒内弥散着纳米渗碳体，强化机制为第二相强化；功率为2 500 W时，晶粒内和晶界处出现尺寸较大的析出相，强化机制为固溶强化。不考虑P=1 000 W，激光功率越大，重熔层硬度的提升效果越明显。结论 激光重熔工艺可有效地提高DH36船用钢表面力学性能。不同激光功率下，船用钢重熔层内的强化机制不同。

• 单位
  燕山大学