Лазерное упрочнение металлических материалов

摘要

Поверхностная микроструктура металлических материалов, сформированная под действием лазерного излучения, отличается высокой степенью неравновесности, имеет слоистое строение, состоящее из основных трех зон, сформированных из оплавленного материала, зоны термического влияния и зоны отпуска. С повышением энергии лазерного излучения толщина измененного слоя возрастает, а ширина охвата зоны оплавления и термического влияния определяется максимальной глубиной проникновения изотерм плавления и полиморфного превращения. Распределение микротвердости по глубине в зависимости от энергии лазерного излучения носит экспоненциальный или экстремальный характер, при этом микротвердость максимальна, как правило, в зоне термического влияния. С повышением энергии лазерного воздействия микротвердость упрочненных поверхностей изменяется по экстремальной зависимости. Лазерное упрочнение металлических материалов является результатом двух конкурирующих процессов упрочнения и разупрочнения. В результате математической обработки экспериментальных результатов получены эмпирические уравнения распределения микротвердости по глубине упрочненных лазерной обработкой поверхностных слоев различных сталей и АРМКО-железа. Эмпирические уравнения состоят из двух слагаемых, первое из которых описывает процессы упрочнения, а второе -разупрочнения. Полученные уравнения позволяют оптимизировать режимы лазерного упрочнения и прогнозировать глубину упрочненного слоя.