304奥氏体钢在常温下拥有稳定的奥氏体组织，比较稳定，能抵御800℃高温。具有高韧性和良好的塑性，但是钢的强度较低，相变不能提高304不锈钢的强度，只能采取冷加工的方法。此种钢耐氧化、耐腐蚀性好、耐高温、易加工、防污染能力强，常用于食品化工等设备。

图2-1 奥氏体不锈钢

本实验采用的基体材料为SUS304奥氏体不锈钢，其化学成分见表2-2。为方便实验，要先将304奥氏体不锈钢进行切割并打磨。实验步骤为首先采用线切割的方法将304不锈钢切割成长方体试样，试样规格为40mm×15mm×10mm，因为基体材料表面不可避免会有氧化物，为确保熔覆面光洁平整需要将那一面用砂纸打磨，打磨完之后将试样浸泡在丙酮溶液中清洗，最后用冷风吹干。

表2-2 304奥氏体不锈钢化学成分（wt。%）

C Cr Mn Ni P Si S Fe

≤0。07 17-19 ≤2 8-11 ≤0。035 ≤0。753 ≤0。03 Bal。

2。2 制备激光熔覆层及设备操作

半导体激光器又称二极管激光器，是一种以通电流作为激发方式，以半导体材料作为工作物质的激光器。经过多年的发展已经从原来的小功率向大功率转变，与其他激光器相比，半导体激光器具有体型小重量轻，激光能量密度高；效率高，调制简单，工作寿命长；可集成，机械强度高；光谱范围广，可与常用探测器相匹配；成本低可批量生产等优点[18]。相比CO2激光器来说优势明显。激光熔覆过程如图2-2所示。

图2-2 激光熔覆过程示意图

本实验所用的激光熔覆设备为4kW二极管激光器，该激光器由武汉团结点金激光科技有限公司制造，并配备与之相匹配的激光多功能加工机床。采用的保护气体为氩气，熔覆设备设定为线形光斑的规格为10mm×2mm，激光功率与扫描速度见表2-3。

在激光熔覆实验中，激光功率和扫描速度是对熔覆层影响最大的两个因素，所以选择激光功率和扫描速度来作为可变参量，来研究不同变量下熔覆显微组织及物相变化，还有不同工艺参数下熔覆层显微硬度和热疲劳性能的变化。

表2-3 激光加工工艺参数

试样序号 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9

激光功率(kW) 3。7 3。7 3。7 3。8 3。8 3。8 3。9 3。9 3。9

扫描速度(m/min) 0。6 0。7 0。8 0。6 0。7 0。8 0。6 M3:2高速钢熔覆工艺及组织性能研究(5):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_127796.html