Упрочнение быстрорежущей стали с помощью лазерной закалки и лазерного отпуска

Научная библиотека Комментариев к записи Упрочнение быстрорежущей стали с помощью лазерной закалки и лазерного отпуска нет

Барабонова, Раткевич, Афанасьева //  Журнал: Символ науки, Издательство: общество с ограниченной ответственностью «Омега сайнс» (Уфа), Issn: 2410-700x, Номер: 10-2 Год: 2015 Страницы: 87-89

Аннотация
В статье представлены результаты исследований по возможности упрочнения быстрорежущей стали марки Р6М5 с помощью лазерной закалки с оплавлением поверхности и лазерного отпуска. Лазерную обработку стали выполняли на автоматизированном лазерном комплексе АЛТКУ – 3 с многоканальным СО2 лазером.

Повышение стойкости металлорежущего инструмента, изготовленного из быстрорежущих сталей ледебуритного класса возможно с применением лазерной обработки [1, 2, 3]. При лазерном термоупрочнении предварительно закаленных и отпущенных сталей между зонами закалки и основным металлом образуется переходная зона, в которой возможно снижение твердости из-за процессов распада мартенсита. Объёмный высокотемпературный отпуск после лазерной закалки нежелателен, так как он может привести к дальнейшему разупрочнению переходной зоны.

В настоящей работе предлагается после лазерной закалки выполнение лазерного отпуска, который обеспечит локальный нагрев поверхностных слоев стали на требуемую глубину. Образцы стали марки Р6М5 после объемной закалки и трехкратного отпуска при температуре 560 оС обрабатывались непрерывным лазерным излучением на автоматизированном лазерном комплексе АЛТКУ – 3 [3]. Комплекс состоит из специально разработанного многоканального СО2-лазера (40 лучей) с мощностью выходного излучения 3 кВт, технологического поста с пятью координатами манипулирования лучом и двумя координатами манипулирования обрабатываемой деталью. После лазерной закалки с оплавлением поверхности выполняли лазерный отпуск.

Микроструктуру стали в зоне лазерного воздействия исследовали методами растровой электронной микроскопии на универсальном микроскопе JEOL 6610LV (Япония). Фазовый состав стали определяли методом рентгеноструктурного анализа на дифрактометре Bruker D8 Advance (Германия). Микротвердость измеряли на отечественном микротвердомере ПМТ-3 согласно ГОСТ Р 8.748-2011(ИСО 14577-1:2002).

По данным [1] при скоростном отпуске закаленной стали происходят те же фазовые и структурные превращения, что и при медленном нагреве в печи. Так как лазерное воздействие кратковременно, отпуск можно проводить при температуре нагрева вплоть до точки Ас1. Параметры тепловых полей при лазерной обработке можно определять по аналитическим выражениям, которые представляют собой решения дифференциальных уравнений теплопроводности в линейной подстановке [1, 2]. Это значит, что коэффициенты теплофизических свойств считают не зависящими от температуры.

В монографии [2] представлены результаты экспериментальной проверки расчетной модели термоупрочнения железоуглеродистых сплавов с помощью СО2-лазеров непрерывного действия. Результаты расчета глубины закаленной зоны для стали и чугуна хорошо согласуются с экспериментальными значениями. Отклонение не превышает 15%. По аналогии с лазерной закалкой без оплавления поверхности, в настоящей работе использовались те же аналитические выражения для расчета максимально достижимой глубины лазерного отпуска z на оси пучка лазерного излучения.

В таблице представлены результаты расчета максимально достижимой глубины отпуска z. Радиус пятна лазерного излучения на обрабатываемой поверхности r = 0,002…0,006 м, скорость сканирования луча v = 0,01…0,03 м/с.

Анализ полученных данных показал, что выполнение лазерного отпуска на требуемую глубину возможно на различных режимах. Выбор нужных режимов лазерной обработки необходимо осуществлять в соответствии с технологическими возможностями используемых лазерных комплексов. Результаты проверок показали хорошее соответствие расчетных и экспериментальных значений z. С помощью приведенного выше выражения с погрешностью 10-15% можно достаточно просто оценить глубину лазерного отпуска для закалённой быстрорежущей стали.

Заключение
Применение для быстрорежущей стали лазерной закалки с оплавлением поверхности обеспечивает в оплавленной зоне растворение крупных карбидов, и получение структуры высоколегированных твердых растворов мартенсита и аустенита. Последующим лазерным отпуском устраняется остаточный аустенит, и протекают процессы дисперсионного твердения.

Полное содержание статьи: http://cyberleninka.ru/article/n/uprochnenie-bystrorezhuschey-stali-s-pomoschyu-lazernoy-zakalki-i-lazernogo-otpuska

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top