本发明涉及金属材料领域，尤其是一种预测金属材料激光淬硬深度的试验方法。
背景技术：
：激光淬火是利用激光将材料加热到相变点以上，随着材料自身冷却，奥氏体转变为马氏体，从而使材料表面硬化的淬火技术，是一种常见的热处理方法。影响金属激光淬火的因素很多，而其中激光淬火形成的温度场是重要因素之一，激光淬火的温度场越广，材料的相变点越低，淬火深度就越深。而随着激光淬火应用的广泛，需要对越来越多的新金属材料的激光淬硬深度进行预测，验证激光工艺能够满足使用要求。技术实现要素：本发明需要解决的技术问题是提供一种预测金属材料激光淬硬深度的试验方法，预测结果准确，对于激光生产具有很强的指导意义。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种预测金属材料激光淬硬深度的试验方法，首先制作标准试样，在标准试样的检测区域焊接多个热电偶，对标准试样的加热区加热，记录各个热电偶的温度，绘制温度曲线，计算金属材料温度场，结合金属材料本身相变点，预测激光淬硬深度。本发明技术方案的进一步改进在于：包括以下步骤a，制作标准试样，标准试样分为加热区和检测区；b，在检测区内焊接多个热电偶；c，对加热区使用激光进行加热至1000℃；d，等待10s，记录各个热电偶的温度，并绘制温度曲线；e，根据温度曲线，结合金属材料本身相变点，预测激光淬硬深度。本发明技术方案的进一步改进在于：所述标准试样包括一体成型的正方形的加热区和长方形的检测区，标准试样厚度为10mm，加热区为30*30mm，检测区为50*5mm，加热区其中一个边中部与检测区的短边中部对应。本发明技术方案的进一步改进在于：所述激光加热时在加热区上形成一个20*20mm的光斑，对20*20mm区域进行加热，光斑区域与检测区相接触，光斑区域的一个边的中部与检测区短边中部相对应。本发明技术方案的进一步改进在于：所述检测区中距加热区与检测区交界处1mm、3mm和5mm处各设置一个热电偶。由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：本发明预测结果准确，对于激光生产具有很强的指导意义。本发明可以预测某项激光淬火工艺的激光淬硬深度，判断激光淬硬深度能否满足技术要求；判断某项新材料的极限淬硬深度，进而选择更有利于激光淬火的金属材料。且加热过程与激光淬火过程类似，进一步确保预测结果准确。附图说明图1是本发明温度曲线图。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：一种预测金属材料激光淬硬深度的试验方法，首先制作标准试样，在标准试样的检测区域焊接多个热电偶，对标准试样的加热区加热，记录各个热电偶的温度，绘制温度曲线，计算金属材料温度场，结合金属材料本身相变点，预测激光淬硬深度。具体包括以下步骤a，制作标准试样，标准试样分为加热区和检测区；标准试样包括一体成型的正方形的加热区和长方形的检测区，标准试样厚度为10mm，加热区为30*30mm，检测区为50*5mm，加热区其中一个边中部与检测区的短边中部对应。b，在检测区内焊接多个热电偶；检测区中距加热区与检测区交界处1mm、3mm和5mm处各设置一个热电偶。c，对加热区使用激光进行加热至1000℃(根据金属材料的相变点适当调整)；激光加热时在加热区上形成一个20*20mm的光斑，对20*20mm区域进行加热，光斑区域与检测区相接触，光斑区域的一个边的中部与检测区短边中部相对应。d，等待10s，记录各个热电偶的温度，并绘制温度曲线，见图1；标准试样的温度—时间曲线(温度单位℃)1s2s3s4s5s6s7s8s9s10s1mm处8909129309399479529569599619633mm处4936427067487777998168298408495mm处282437513563600629651670686700e，根据温度曲线，结合金属材料本身相变点，预测激光淬硬深度。已知该材质的淬火温度约为920℃，对于深度1mm处，t(温度)≥920℃时，才能淬硬满足要求。t(时间)＝2s时，t＝912℃，t＝3s时，t＝930℃，得出t＝2.5s时，t≈921℃。因此，淬火温度1000℃时，要确保激光淬火深度≥1mm，至少需要保温2.5s，对于光斑宽度10mm的激光，则需要设定激光扫描速度≤4mm/s。对于该金属材料工件，采用10mm宽度光斑，扫描速度4mm/s，淬火温度1000℃，进行激光淬火，淬火后解剖工件并检测，发现淬硬层深度0.9mm，与预测结果接近。淬火温度1000℃时，保温10s，深度1mm处，t＝963℃，深度3mm处，t＝849℃，因此推算深度1.75mm处，t≈920℃，因此在此淬火条件下，该金属材料极限淬硬深度1.75mm。如果想要提高淬硬深度，需要提高淬火温度、提高保温时间或者更换材料。对于该金属材料工件，采用10mm宽度光斑，扫描速度1mm/s，淬火温度1000℃，进行激光淬火，淬火后解剖工件并检测，发现淬硬层深度1.72mm，与预测结果接近。本发明预测结果准确，对于激光生产具有很强的指导意义。本发明可以预测某项激光淬火工艺的激光淬硬深度，判断激光淬硬深度能否满足技术要求；判断某项新材料的极限淬硬深度，进而选择更有利于激光淬火的金属材料。试验过程与激光淬火过程类似，进一步确保预测结果准确。当前第1页12