疲勞、腐蝕、摩擦和磨損引起的工程構件的失效大多發生在表面, 這一現象促使材料科學工作者對材料表面的極大關注, 并促使材料表面強化技術的迅猛發展。人們希望在材料整體保持足夠的韌性和強度的同時, 使材料表面獲得較高的、特定的使用性能, 如耐磨、耐蝕和抗氧化等。

激光由于其優異的性能, 越來越被廣泛地應用到軍事、通信、醫學和工業等領域。激光技術在材料科學中的應用使得材料學科無論在理論還是在工藝方面均獲得重要的進展。激光的引人, 使得材料工作者可以根據應用背景來進行更廣泛意義上的材料設計; 激光的引人, 也使得材料加工工藝前進了一大步。同時, 激光的引人又不斷地給材料工作者提出新問題。激光表面強化技術包括激光表面淬火、激光表面熔凝、激光表面熔覆和激光表面合金化等。其中,激光表面合金化和激光熔覆是通過改變表面成分和組織來實現強化目的。

利用高功率激光表面強化的好處在于節約具有戰略價值和昂貴的合金素形成非平衡相和非晶態晶粒細化、微觀結構均勻化、提高合金元素的固溶度和改善鑄造零件的成分偏析等。激光表面強化技術已有20多年的歷史, 各方面已取得長足的進展, 如激光表面淬火技術在汽車缸套的表面強化方面取得顯著的效益。但是目前激光表面強化技術的推廣并未達到人們所期望的效果。其原因是多方面的,如設備投資較高,激光強化工藝的不穩定移植性差,在激光表面合金化和激光熔覆中還常常出現裂紋等問題。這有待于材料科學工作者更進一步深入研究激光表面強化的基礎理論和應用技術。

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2014-1218