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為提高40Cr鋼的耐磨性和疲勞性能,利用YLS-4000型光纖激光器對40Cr鋼表面進行淬火強化。利用掃描電鏡、顯微硬度計等對淬硬層組織和硬度進行了分析,采用X-350A型應力測定儀對淬硬層的殘余應力和殘留奧氏體進行了測試。結果表明:40Cr鋼表面激光淬硬層主要由板條狀馬氏體組成,馬氏體的體積分數(shù)在95%以上,馬氏體晶粒較基體組織有明顯細化;淬硬表層的平均顯微硬度(710.5 HV)顯著高于基體(235.5 HV),隨著到表面距離的增加硬度值逐漸降低至基體硬度;淬硬層表面產(chǎn)生較大的殘余壓應力,壓應力值高達230 MPa以上。

   40Cr鋼具有優(yōu)良的綜合力學性能,在制造領域應用廣泛,其常用的熔焊方法很難避熔合區(qū)和熱影響區(qū),進而大大縮短焊接構件的使用壽命。擴散焊可以使待焊件在固態(tài)下焊接,所需溫度低,對母材影響小。本文研究40Cr鋼焊態(tài)及調質態(tài)擴散焊焊接接頭的成分、組織與力學性能,主要研究結果如下:(1)金相顯微組織觀察可知,焊接接頭未觀察到結合界面;焊態(tài)下結合處的微觀組織為鐵素體+珠光體,調質后獲得回火索氏體,結合處的組織形態(tài)與母材無差異。(2)點、線、面掃描成分分析結果顯示,整個接頭元素分布均勻,結合面處無元素偏析和成分梯度。(3)基本力學性能實驗結果表明:焊態(tài)和調質態(tài)接頭的拉伸試樣均在母材斷裂,表明接頭的強度不低于母材,其抗拉強度分別為748.6MP和835.2MPa,屈服強度分別為360.6MPa和669.2MPa,延伸率分別為14.9%和11.7%,拉伸斷口存在大量的韌窩,斷裂形式為韌性斷裂;垂直于結合處硬度均勻,整體無波動;調質前后母材與接頭的沖擊功分別為 35.0J、34.7J 和 46.0J、45.7J。(4)高周疲勞實驗結果表明:疲勞試樣均在母材斷裂,表明接頭的疲勞強度不低于母材;焊接接頭在50%、