激光熔覆的热影响区(HAZ)其实就像一块“被火烤过的蛋糕边缘”。咱们打个比方:当你用激光在金属表面加热时,热量会像水波一样从中心向周围扩散。虽然激光只直接加热了材料表面的一小块区域,但周围未被直接加热的区域也会因为高温而发生“悄悄的变化”。
具体来说,当激光束扫过金属表面时,热量会迅速传递到材料内部。靠近熔覆层的区域温度虽然没达到完全熔化的程度,但已经足够高到让原本的金属组织结构“松动”。比如EA4T钢原本的组织是粗大的铁素体(一种较软的晶体结构),在高温作用下,这些晶体会被“拉伸”或“重组”,变成更细小的马氏体(一种更硬的晶体结构)。这种组织变化的区域,就是热影响区。
为什么热影响区会形成?
热量的扩散效应:激光能量并非只集中在一点,而是像涟漪一样向周围扩散。即使激光离开后,周围区域仍会残留高温。
快速冷却的“压力”:激光熔覆的冷却速度极快(几秒内从上千摄氏度降到常温),这种“急刹车”会让材料内部的原子来不及回到原来的排列方式,从而形成新的组织。
材料本身的特性:像EA4T钢这类高强度钢,对温度变化特别敏感。即使没有完全熔化,高温也会让它的内部结构“重新排兵布阵”。
如何减少热影响区的负面影响?
研究发现,通过调整激光功率、扫描速度等参数,可以控制热影响区的大小和组织变化程度。比如降低功率或提高扫描速度,能减少热量输入,让材料受热更“温和”,从而保留更多原始性能。
简单来说,热影响区就是材料在激光“路过”时被“烤出的焦边”。它既可能是提升硬度的“功臣”,也可能是削弱韧性的“隐患”。掌握好工艺参数,才能让它为材料性能加分!