疲勞、腐蝕、摩擦和磨損引起的工程構(gòu)件的失效大多發(fā)生在表面, 這一現(xiàn)象促使材料科學(xué)工作者對(duì)材料表面的極大關(guān)注, 并促使材料表面強(qiáng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展。人們希望在材料整體保持足夠的韌性和強(qiáng)度的同時(shí), 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(yōu)異的性能, 越來越被廣泛地應(yīng)用到軍事、通信、醫(yī)學(xué)和工業(yè)等領(lǐng)域。激光技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用使得材料學(xué)科無論在理論還是在工藝方面均獲得重要的進(jìn)展。激光的引人, 使得材料工作者可以根據(jù)應(yīng)用背景來進(jìn)行更廣泛意義上的材料設(shè)計(jì); 激光的引人, 也使得材料加工工藝前進(jìn)了一大步。同時(shí), 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(qiáng)化技術(shù)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(shí)現(xiàn)強(qiáng)化目的。

利用高功率激光表面強(qiáng)化的好處在于節(jié)約具有戰(zhàn)略價(jià)值和昂貴的合金素形成非平衡相和非晶態(tài)晶粒細(xì)化、微觀結(jié)構(gòu)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(qiáng)化技術(shù)已有20多年的歷史, 各方面已取得長(zhǎng)足的進(jìn)展, 如激光表面淬火技術(shù)在汽車缸套的表面強(qiáng)化方面取得顯著的效益。但是目前激光表面強(qiáng)化技術(shù)的推廣并未達(dá)到人們所期望的效果。其原因是多方面的,如設(shè)備投資較高,激光強(qiáng)化工藝的不穩(wěn)定移植性差,在激光表面合金化和激光熔覆中還常常出現(xiàn)裂紋等問題。這有待于材料科學(xué)工作者更進(jìn)一步深入研究激光表面強(qiáng)化的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)。

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2014-1218