激光表面强化后可使组织晶粒发生细化，位错、孪晶等缺陷增加，使参与界面交换的原子数量大大增加，同时表面的化学活性也显著提高，而晶间形成的高体积分数界面，也为原子的扩散提供了快捷通道，能明显地加快原子扩散的动力学过程。激光淬火后的组织晶粒细化，可达到准纳米级别，在一定程度上可以促进渗氮的进行。因此，从微观组织的层面上研究了激光淬火对催渗、组织结构、N元素分布及渗氮层脆性的影响。
实验原始材料为35CrMoA钢，其调质工艺为850℃×0.5h油冷+560℃×0.4h油冷，试样精磨至表面粗糙度0.8μm，其原始组织为回火索氏体。
试验采用横流CO2激光器，矩形光斑尺寸为10mm×1mm，激光功率为2kW，扫描速度为2000mm/min，其多道搭接率为20%。激光淬火和未淬火试样同一渗碳炉内渗氮，氮化介质为NH3，其分解率为35%，渗氮升温速率为80℃/h，渗氮温度530℃，渗氮时间10h。
利用扫描电镜、透射电镜、纳米压痕仪、划痕测试仪对渗氮层N分布、精细结构、显微硬度及脆性进行分析。
结果表明：（1）激光淬火/渗氮层中Cr2N的晶粒数量增多，颗粒较小，白亮层表层的显微硬度由气体渗氮的0.15GPa提高到激光淬火/渗氮的0.65GPa。（2）激光淬火/渗氮表层的N含量降低，渗氮层N浓度曲线降低趋势平缓，N的总扩散通量增加，渗氮层厚度由气体渗氮层的0.17mm提高到激光淬火/渗氮层的0.25mm。（3）渗氮层的脆断压力由气体渗氮层的3N提高为激光淬火/渗氮层的6N。
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