17-4PH鋼是一種沉淀硬化馬氏體不銹鋼，具有高強(qiáng)度、高韌性和適當(dāng)?shù)目垢g能力。該合金已經(jīng)在蒸汽透平、海洋建筑、化工和發(fā)電廠等領(lǐng)域中應(yīng)用。然而，它較差的摩擦性能限制了其更廣的應(yīng)用，所以，有必要開發(fā)先進(jìn)的表面工程技術(shù)來提高其表面質(zhì)量，諸如表面硬度和耐磨性。相關(guān)的科研人員對(duì)經(jīng)激光淬火的17-4PH不銹鋼的顯微組織和硬度進(jìn)行了研究。

　　研究用的17-4PH鋼的化學(xué)成分（wt.%）為：15.45Cr，4.33Ni，3.16Cu，0.15Si，0.39Mn，0.038C，0.026P，0.016S和余量Fe。該鋼生產(chǎn)工藝為：電弧爐冶煉→真空鋼包爐處理→真空氧脫碳→合金化處理→鋼錠澆鑄→鍛造和熱處理。熱處理包括三步：

　?。?）1038±13℃固溶處理1.5h，然后油淬；

　　（2）816±5℃調(diào)整處理1.5h，然后油淬；

　?。?）606±5℃回火（沉淀）處理5h，然后空冷。

　　熱處理后制成尺寸為70×60×6mm的試樣，然后機(jī)械研磨，并將暴露在激光單道掠射中的面涂黑。使用帶CNC控制操作臺(tái)的5kW連續(xù)波的CO2激光裝置（不使用屏蔽氣體）。激光淬火參數(shù)為：激光功率2500W、掃描速度80～100mm/min。激光束尺寸為20mm×2mm，聚焦在一個(gè)專門的矩形透鏡上。經(jīng)激光淬火的試樣的顯微組織用光學(xué)顯微鏡、透射電子顯微鏡和57Fe穆斯堡爾光譜學(xué)進(jìn)行研究。用維氏硬度計(jì)測(cè)定硬度。

　　結(jié)果表明：

　　（1）利用激光相變硬化技術(shù)可以硬化17-4PH鋼。獲得的硬化層大約為1.75mm。硬化區(qū)域的最大硬度值為446HV，比基底的硬度值（386～397HV）高出50HV。

　　（2）激光硬化層由具有高位錯(cuò)密度的典型的板條狀馬氏體、NbC和細(xì)化的彌散分布的富Cu相組成。激光照射后，表面區(qū)域中的細(xì)小的沉淀物不能溶解于基體或被粗化。

　　（3）17-4PH鋼的激光相變層中較高的硬度可歸因于以下幾方面：基體具有較高的位錯(cuò)密度；細(xì)的顯微組織；類似于ε-Cu沉淀物的細(xì)的面心立方富Cu相；殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成板條狀馬氏體。