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随着大功率密度柴油机升功率的不断提高,对燃烧室内活塞也提出了更高的要求。现有的铝活塞合金材料的高温疲劳性能与实际需求还有一定的差距。为了提高铝活塞合金材料的高温疲劳性能,对其表面进行激光重熔使表面晶粒细化。本课题采用HL3006D YAG型连续固体激光器对铝活塞合金(Al-Si-Cu-Mg)表面进行激光重熔,研究激光工艺参数对组织与性能的影响。用NIKON EPIPHOT300型金相数码显微镜、QUANTA400F型扫描电镜、J2010型透射电镜观察激光重熔后组织与形貌,用日本岛津SHIMADZU-M型显微硬度仪测试其显微硬度。研究了激光重熔工艺参数对熔深、熔宽、晶粒尺寸、二次枝晶间距的影响。研究发现：激光重熔后铝活塞合金基体初生硅晶粒尺寸由原来的25μm左右减小到了2μm-3μm,晶粒尺寸减小到原来的1/10左右。激光重熔区域分为重熔区、热影响区、临界区和基体区。激光重熔前铝活塞合金基体中的相有：白色基体a-A1、大块的多角状初生硅、共晶硅、τ相-(CuNi)3AI5相、金属间相-Al7(Ni, Cu)2(Fe, Si)、M相-Mg2S、s相-A13Ni、富Ni相等。激光重熔后变为固溶体,成分均匀。人工时效后析出细小的第二相,如0相-CuAl2、S相-Al2CuMg、Q相-Al5Cu2Mg8Si6等。激光重熔通过固溶强化、细晶强化、第二相强化三种强化机制来提高铝活塞合金的综合力学性能。显微硬度测试结果显示,激光重熔后重熔区的显微硬度平均值为240HV,比基体134HV提高了60%。从基体区到重熔区硬度逐渐增大,这是晶粒逐渐细化的结果。激光功率不变,扫描速率增加有利于晶粒的细化,而扫描速率不变,功率变化对晶粒细化的影响不显著。激光功率对熔宽影响较大,而扫描速率对熔深影响较大。激光功率增加,熔宽随着增加,扫描速率增加,熔深减小。激光功率不变,扫描速率增加时,二次枝晶间距变小。