1。4本论文主要实验方法及研究内容

本毕业设计提出利用激光熔覆快速成形技术制备高速钢复合轧辊，利用激光熔覆技术获得M3:2高速钢单道熔覆层。

设计实验使用奥氏体304不锈钢作为基体材料，采用大功率二极管激光器对M3:2高速钢粉末进行激光熔覆，使基体材料和熔覆材料熔融形成熔覆层。切割并选取9个宏观形貌及性能较好的高速钢熔覆层工艺试样，采取相关研究方法观察熔覆显微组织并对物相进行分析。改变激光熔覆工艺参数制备不同条件下的熔覆层，分析激光功率和扫描速度对熔覆层显微硬度的影响，对不同激光能量密度下制备的M3:2高速钢熔覆层进行热疲劳试验研究，研究激光工艺参数对熔覆层热疲劳性能的影响。

第二章 M3:2高速钢熔覆实验研究

2。1 实验材料

2。1。1 熔覆材料

目前高速钢粉末常见的制取方式有水雾化、气雾化及高能球磨。制备粉末高速钢要求高速钢的粉末粒度分布尽可能窄，尽可能降低杂质含量。

气雾化是高速钢粉末最常见的制备方法，采取气雾化法生产出来的高速钢粉末与水雾化粉末相比粒度更小，含氧量更低，对碳化物的析出长大有明显的抑制作用。高能球磨法是通过在各个方向上加载应力，在非平衡状态下获得超细的高速钢粉末。水雾化粉末和气雾化粉末一样可以快速凝固，减少碳化物长大的现象，但水雾化的高速钢粉末有一个缺点就是含氧量较高，要采取退火来减少氧含量[17]。

本实验的研究对象为高速钢轧辊，采用的水雾化的M3:2高速钢粉末。高速钢粉末的具体化学成分如表2-1。

表2-1 M3:2高速钢粉末的化学成分（wt。%）

C W Cr Mo Si V Fe

0。99 5。97 4。17 5。7 0。13 3。3 Bal。

水雾化粉末在实验前要进行干燥处理，一般将干燥箱设定为恒温100摄氏度烘干，时间为两个小时，并空冷至室温。

2。1。2 基体材料

奥氏体304不锈钢是一种最常见的不锈钢，目前市面上很多手机边框就是采用此种钢材，如图2-1所示。304不锈钢也被称为18-8不锈钢，钢种铬含量约为18%，镍的含量约为8%，碳含量约为0。1%。文献综述

304奥氏体不锈钢在我国目前常用的四十多种牌号的不锈钢中是用量最大的，它的化学成分中元素种类较多，其中最重要的是Ni和Cr元素，Ni元素甚至直接决定了不锈钢的耐腐蚀能力。304奥氏体不锈钢的判定标准是Ni元素含量大于8%，Cr元素含量大于18%，只有这两个条件同时满足才能被称为304不锈钢。除了Ni和Cr元素外，改变其他不同元素的含量也会造成奥氏体304不锈钢的性能的改变。

304不锈钢在我国旧标准中为0Cr18Ni9不锈钢，也就是新标准中的06Cr19Ni10不锈钢。304不锈钢是美国的ASTM标准中的一个不锈钢牌号，目前市场上主要有三种牌号表示，分别为06Cr19Ni10、SUS304、S30408，其中06Cr19Ni10为国标标准，按日本标准生产的则标为SUS304，按美国ASTM标准生产则为S30408。