《表1 Zr-4合金的化学成分》

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《锆合金表面激光渗碳组织和性能研究》

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试样为块状的Zr-4合金，合金成分如表1所示，其尺寸为19 mm×19 mm×5 mm。使用聚乙烯醇溶液作为粘结剂，将其与石墨粉末（D50=8.870μm，纯度99.952%）混合均匀后，在基材表面预置出50μm厚的石墨涂层，空干2 h后进行使用。采用XL-F500型的500 W光纤激光器进行激光辐照，保护气体为氩气。实验件及实验原理图如图1所示[8]。通过文献调研[8，15，16]，激光工艺参数的探索范围如下：激光功率为250 W～350 W，扫描速度为8 mm/s～12 mm/s，搭接率为30%～80%，光斑直径为2.5 mm。通过正交实验法进行7次参数优化，最终的优化参数确定为：激光功率P=305 W，扫描速度V=10 mm/s，搭接率为50%，光斑直径D=2.5 mm。