鑄鐵是一種常用的工程材料，其產(chǎn)量逐年遞增。尤其鑄態(tài)冷硬鑄鐵近20年來發(fā)展迅速，目前年產(chǎn)量已占灰鑄鐵1/3，每年以2%～4%速度遞增。為了提高各個行業(yè)機械零件，尤其是大型零件的耐磨性和使用壽命，在工業(yè)發(fā)達國家已廣泛采用鑄態(tài)貝氏體球墨鑄鐵。我國近年來也生產(chǎn)了這種類型的零件；但由于生產(chǎn)節(jié)拍的加快，以及我國冶煉、鑄造等相關(guān)技術(shù)還不夠穩(wěn)定，多數(shù)生產(chǎn)的是亞共晶白口鑄鐵。這種材料難以滿足用戶的更高要求，用常規(guī)熱處理方法無法解決耐磨和脆性等問題，只能用激光表面強化加以改性。

　　國內(nèi)外對灰口鑄鐵、球墨鑄鐵已做了許多激光表面強化的研究；而對白口鑄鐵激光強化的研究尚未見報道。本文從大型零件上取下試塊，研究經(jīng)激光表面強化后的組織特征，試圖解決亞共晶白口鑄鐵使用壽命低、脆性大的難題。實驗材料和方法貝氏體球墨鑄鐵制造方法有4種，即等溫淬火貝氏體球墨鑄鐵、硅錳合金化連續(xù)冷卻貝氏體球墨鑄鐵、等溫淬火硅錳合金化貝氏體球墨鑄鐵和鑄態(tài)貝氏體球墨鑄鐵。最后一種成本低、工時省、生產(chǎn)周期短，更具有工程價值，但力學(xué)性能略低于前3種。亞共晶白口鑄鐵基本組織特征在鑄態(tài)下獲得貝氏體球鐵有兩種措施：合金化或改變鑄鐵冷卻條件，后者對大型鑄件難以實現(xiàn)。

　　目前最現(xiàn)實的辦法是合金化.本實驗是選用中鎳鉻合金化。其作用有二：一是改變奧氏體轉(zhuǎn)變曲線，形成寬容度大的貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)；并使珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)明顯右移，以避免珠光體的形成。二是強化基體，從而提高力學(xué)性能。鎳對基體組織作用巨大，在基體組織變化的“臨界點”附近含鎳量的微小變化，會在珠光體和貝氏體組織之間產(chǎn)生明顯變化。

　　三個區(qū)的組織有所不同。表層枝晶較前兩種粗大，過渡區(qū)界限明顯。萊氏體和滲碳體仍呈細柱狀晶生長。由于冷卻速度過快，碳和合金元素在奧氏體中來不及擴散，奧氏體化極不均勻，在奧氏體晶界和晶內(nèi)只能部分轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧铖R氏體，在同一個奧氏體晶群內(nèi)有一半落在過渡區(qū)，由于此區(qū)冷卻后的溫度達不到M點以下，因此奧氏體殘留在過渡區(qū)。在熱影響區(qū)所有組織較前兩種狀態(tài)細化，但馬氏體轉(zhuǎn)變不如前兩種充分，馬氏體轉(zhuǎn)變的量也相應(yīng)減少。

　　通過3種狀態(tài)組織特征的研究說明，在相同功率密度或相同作用時間使材料表面熔化的條件下，激光作用在亞共晶白口鑄鐵的功率密度的作用不如激光作用時間貢獻大。這是因為鐵的熔點比鋼低很熱性比鋼差，按照熱傳導(dǎo)理論，激光加熱時光束中心的最高溫度反比于材料的導(dǎo)熱性。在相同激光功率密度作用下，鑄鐵熔體的過熱度遠大于鋼的過熱度。

　　因此，鑄鐵熱擴散需要一定的時間。另外研究表明白口鐵可以通過激光表面強化改善其硬脆性。綜合3種狀態(tài)的組織特性，作者認為表面組織狀態(tài)能滿足大型工件高耐磨、低脆性的要求。

　　結(jié)論1）用激光表面強化技術(shù)可以解決亞共晶白口鑄鐵的表面不耐磨、使用壽命短的問題。

　　2）在相同功率密度或相同作用時間，使材料表面熔化的條件下，激光作用在亞共晶白口鑄鐵的功率密度的作用，不如激光作用時間貢獻大。