Расчет прогнозируемого упрочнения стальной поверхности при лазерной обработке

摘要

Работа посвящена прогнозированию упрочнения стальной поверхности при лазерной обработке. Исследованы упрочняющие механизмы, действующие в железной матрице при лазерной термической и химико-термической обработке. Обобщены, систематизированы и приведены к виду, удобному для практического применения, основные закономерности структурной теории прочности, которые могут быть использованы при разработке технологических процессов поверхностного упрочнения. Показано, что при лазерной термической обработке упрочнение достигается за счет дислокационного, зернограничного и субструктурного механизмов. При легировании поверхности железа углеродом добавляются твердорастворное и дисперсионное упрочнение, а также упрочнение, вызванное микронапряжениями за счет образования мартенсита и цементита, в то время как при легировании нитридообразующими элементами с последующим нагревом в атмосфере аммиака основным упрочняющим механизмом является дисперсионный частицами нитридов легирующих элементов, когерентно связанными с решеткой феррита. Предложенный методологический подход позволяет прогнозировать структурообразование и уровень упрочнения сталей и сплавов, целенаправленно выбирать технологические режимы лазерной обработки для обеспечения требуемых механических и эксплуатационных свойств деталей машин различного назначения.