Лазерный мир

И.О. Думанский, А.И. Думанский // В сборнике: Перспективные научные исследования: опыт, проблемы и перспективы развития. Сборник научных статей по материалам V Международной научно-практической конференции. Уфа, 2021. С. 44-48.

Аннотация: В данной статье рассматривается проблема разработки технологии лазерной термообработки (ЛТО) инструментальных быстрорежущих сталей. Определены особенности структурообразования в этих сталях при скоростной лазерной закалке. Исследование проведено на импульсной лазерной установке «Квант- 15». Анализ его результатов показывают возможность использования ЛТО для существенного повышения механических свойств быстрорежущих сталей. На основе исследования предложены оптимальные режимы ЛТО.

Одним из перспективных способов устранения такого рода несовершенства структуры, поверхностного упрочнения и повышения эксплуатационных свойств быстрорежущих сталей является лазерная термообработка (ЛТО) [1]. Особое структурное состояние, формируемое в результате ЛТО, может быть достигнуто благодаря преимуществам лазерного нагрева [2]: очень высокой скоростью нагрева и охлаждения (до миллиона градусов секунду), что позволяет создать в термообработанном слое структуру мартенсита, имеющего очень высокую твёрдость и износостойкость;
малой зоной термического влияния лазерного луча и возможностью обработки малых участков по поверхности и по глубине изделия.

Наряду с неоспоримыми достоинствами лазерный нагрев имеет и ряд недостатков, таких, как определённые трудности в осуществлении управляемого нагрева, равномерности характеристик материала по площади и т.д. Однако при правильном технологическом подходе они могут быть сведены к минимуму [3].

Анализ литературы [4, 5] показал, что широко внедрить ЛТО применительно к быстрорежущим сталям не позволяет малая изученность особенностей структурообразования в них при ЛТО, связанных с высоким легированием тугоплавкими элементами и невозможностью, поэтому эффективно управлять структурой и свойствами этих сталей при лазерной обработке.

Цель настоящей работы – изучить закономерности формирования структуры и свойств быстрорежущей стали при ЛТО, а также разработать рациональные режимы такой обработки, обеспечивающие получение высоких эксплуатационных свойств инструмента из этих сталей.
Задачи исследований – определить рациональные режимы ЛТО с использованием измерения твёрдости по Виккерсу и рентгеноструктурного анализа и на основании этого дать практические рекомендации для использования ЛТО применительно к быстрорежущим сталям.

Исследование и отработку технологических режимов ЛТО проводили на импульсной лазерной установке Квант-15, имеющий в качестве источника излучения твёрдотельный импульсный лазер.

Полное содержание статьи на https://elibrary.ru/item.asp?edn=rprrot