激光淬火靠自身基材冷卻，其冷卻速度遠遠大于傳統淬火工藝。通常而言，激光淬火能獲得超細的馬氏體晶粒，但馬氏體晶粒大小與激光工藝參數之間的關系鮮有報道，本研究闡明了掃描速度對馬氏體晶粒大小的影響規律，對實際應用具有一定的指導意義。

　　一、試驗材料及設備

　　試驗基材為42CrMo，采用CO2高效吸光涂料（NT-120）噴涂在100×60×12mm的板上，利用5kWCO2激光設備和寬帶積分鏡（25×5mm）進行淬火試驗。

　　利用XJL-03型顯微鏡觀察淬火層組織，組織評級按照《JBT 9211-1999 中碳鋼與中碳合金結構鋼馬氏體等級》評定，1級晶粒度最細，8級最粗。

　　二、試驗結果

　　1.不同速度淬火臨界功率的確定

　　確定三個不同的掃描速度，即2mm/s， 6mm/s， 10mm/s，在不同的掃描速度下改變激光功率，獲得工件的表面狀態結果見表1所示，由此確定出不同速度下的最佳激光淬火功率分別為2.5kW，4.1kW，5.1kW。將對應三個功率的樣品從橫斷面切開，制備成金相樣品，在500×金相顯微鏡下觀察組織，按照JBT 9211-1999的標準，進行組織比對，如圖1所示。將比對的晶粒度級別列入表1中。由表1可以看出，掃描速度越快，馬氏體晶粒越細，掃描速度到10mm/s時，晶粒度達到最細（1級）。

　　表1 不同功率和不同掃描速度對樣品表面狀態的影響

a）1#組織 500×                  標準圖譜 4級 500×

b）3#組織 500×                  標準圖譜 3級 500×

c）5#組織 500×                  標準圖譜 1級 500×

圖2 不同掃描速度下晶粒尺寸與JBT 9211-1999標準的比對圖

　　三、結論

　　激光淬火能獲得細小的馬氏體晶粒，隨著激光掃描速度的增加，馬氏體晶粒細化，能有效提高材料表面強韌性和耐磨性，但伴隨著淬硬層深的下降。根據具體工件的使用工礦，酌情選取激光掃描速度。（莫衡陽、熊大輝、王喜、王愛華）