Adaptation of structures of steel laser hardening zones to friction conditions

A. V. Brover
2020 Вестник Донского государственного технического университета  
Адаптация структур зон лазерной закалки стали к условиям трения А. В. Бровер ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет» (г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация) Введение. Рассмотрено структурное состояние поверхностных слоев машиностроительных изделий, изготовленных с применением лазерной обработки на различных режимах облучения. Реализованы структуры с максимально возможной стабильностью по отношению к внешнему воздействию в условиях трения, либо с возможностью оптимальной
more » ... тью оптимальной перестройки и дополнительного упрочнения при эксплуатации путем образования вторичных структур. В условиях эксплуатации под влиянием механических и тепловых импульсов происходит экспрессная перестройка одной структуры в другую, устойчивую на более высоком уровне нагрузочноскоростных условий. Таким образом, реализуется явление структурно-энергетической приспосабливаемости. Образующиеся адаптируемые структуры наиболее эффективно рассеивают вводимую в трибосистему энергию и минимизируют износ пар трения. Материалы и методы. Исследовались образцы из стали Р6М5 помощью следующей аппаратуры:  технологическая установка Квант-16 с плотностью мощности 100 МВт/м 2 для импульсного лазерного облучения образцов;  оптический микроскоп Neophot-21 для металлофизических исследований;  дифрактометр ДРОН-0,5 для идентификации фазового состава. Результаты исследования. Установлено, что материал образцов после лазерной обработки способен эффективно рассеивать подводимую при трении энергию с помощью его преобразований на различных структурных уровнях. В результате появляется возможность целевого управления поверхностной прочностью и износостойкостью материалов, используя концепцию структурной приспосабливаемости пар трения, что расширяет их диапазон работоспособности. Износостойкость облученных сталей определяется как их исходной твердостью, так и способностью к деформационному упрочнению в процессе трения. Установлено, что температурно-силовое нагружение поверхностных облученных слоев сталей при трении дестабилизирует аустенит к  превращению, т. е. способствует превращению его в мартенсит деформации. Обсуждение и заключения. Применительно к конкретным условиям нагружения необходимо регулировать количество и степень стабильности остаточного аустенита в лазерно-закаленных сталях и сплавах, что обеспечивает получение необходимых эксплуатационных свойств. Ключевые слова: лазерное облучение, машиностроительные материалы, износостойкость, структурная приспосабливаемость, поверхностная прочность. Образец для цитирования: Бровер, А. В. Адаптация структур зон лазерной закалки стали к условиям трения / А. В. Бровер // Вестник Донского государственного технического университета. -2020. -Т. 20, № 1. -С. 87−92.
doi:10.23947/1992-5980-2020-20-1-87-92 fatcat:7bhvogx4mbeshh4mfi4czj67ji