试验用的基体材料为枪钢（30CrNi2MoVA），先将基体材料制作成板状试样，试样的尺寸为99 mm×16.5 mm×5 mm，经初磨后将其中一块试样的表面进行激光相变硬化预处理，激光处理的参数为：功率600W，扫描速度10 mm／s，光斑直径5 mm。激光处理后，采用机械抛光方法，将试样表面从200号砂纸抛光至2000号，然后经酒精清洗晾干。将抛光好的试样按照某一特定的电镀工艺在电镀车间进行电镀铬（电镀铬是在北京青云航空仪表有限公司的电镀铬车间完成的），铬层的厚度为130μm左右（实际枪炮管内的电镀铬层厚度为100～150μm）。电镀铬完成后，将试样切割成6mm×5mm×5mm的两组方块试样（每组8个），在试样的两个相互垂直的面上带有铬层。铬层／无激光预处理钢基体试件示意图如图6.1（a）所示，铬层／激光预处理钢基体试件示意图如图6.1（b）所示。其对应的试件横截面如图6.2所示，图6.2（a）为无激光预处理的试件，图6.2（b）为激光预处理的试件，其中的月牙状区域为激光淬火区。
图6.1 试件尺寸示意图
（a）铬层／无激光预处理钢基体试件示意图；（b）铬层／激光预处理钢基体试件示意图
在本研究中，采用在两个相交且垂直的面上带有铬层的目的有两个。
（1）在实际的一些枪炮管内有阴阳线，铬层在阴阳线的交界处类似于此处的两个面上的铬层相交处。
（2）由于铬层／钢基体材料属于界面强结合涂层／基体材料，一般的载荷作用难以产生界面开裂现象，因此在铬层与基体界面的某一处设定了一个极大的应力场，这一处即在两个垂直相交面的交界线上。在外界载荷作用下，两个相交面的交界线上会存在应力集中，虽然难以精确地描绘出该处的应力场大小及分布规律，但是可以利用该处的应力集中来产生裂纹，而此裂纹可以当作事先预制好的裂纹。当在应力集中的交界线上（拐角处）产生裂纹后，裂纹可能会沿着两个相互垂直的界面扩展。此时，可以借此研究界面开裂及铬层的剥落现象及其规律。
图6.2 试件横截面光学照片
（a）无激光预处理的试件；（b）激光预处理的试件(www.xing528.com)
当试样制作好后，将图6.2（a）、（b）所示的一对试样经机械抛光后，试样原始横截面显微照片如图6.3所示。
图6.3 试样原始横截面显微照片
（a）没有激光预处理钢基体试样的代表性原始显微照片；（b）有激光预处理钢基体试样的代表性原始显微照片
图6.3（a）为没有激光预处理钢基体试样的代表性原始显微照片，图6.3（b）为有激光预处理钢基体试样的代表性原始显微照片。比较图6.3（a）与图6.3（b），可得：
前者的铬层内裂纹数量多而长度较短，后者的铬层内裂纹数量少而长度较长；经过统计分析，后者的铬层裂纹密度比前者的铬层裂纹密度小，其具体的裂纹密度大小见表6.1。
表6.1 两种试样的铬层裂纹密度与热疲劳次数的对应关系统计情况
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