Изучение металлургических процессов формирования поверхностного слоя чугунов при высокоэнергетическом воздействии лазера

Abstract

Объектом исследования являлись серый чугун, поверхность которого модифицировали лучом оптоволоконного лазера и лазерным легированием для управления комплексом физико-механических и эксплуатационных свойств. Целью работы является получение зависимостей, связывающих состав чугуна и легирующих компонентов, технологических параметров лазерной обработки с параметрами структуры, физико-механическими и эксплуатационными характеристиками. В процессе работы разработана методология, оборудование и методики исследования физико-механических и эксплуатационных характеристик литых чугунов, исследовано формирования литейных структур чугунов при лазерном плавлении в зависимости от параметров воздействия. Исследована структура и размерные параметры модифицированного чугуна в зависимости от параметров лазерной обработки, исследованы физико-механические характеристики модифицированных чугунов после лазерной обработки, трибологические характеристики модифицируемых чугунов в широком диапазоне скоростей и давлений. Разработаны технологических рекомендаций получения модифицированных чугунов для разработки конкретных технологических процессов. В результате проведенных исследований получены износостойкие структуры на чугунных литых изделиях, обладающие варьируемым комплексом физико-механических и эксплуатационных характеристик, а также установлены технологические зависимости формирования структуры, физико-механических свойств и фазового состава таких поверхностей от режимов лазерной обработки и состава легирующих компонентов. Установленные закономерности послужили основой для разработки конкретных технологических процессов формирования износостойких поверхностей на чугунных изделиях на быстроизнашивающихся деталях машин и оборудования.