Структура и свойства поверхностно легированных слоев и химических покрытий на инструментальных сталях после лазерного облучения

• Автор: Магомедов, Магомедгабиб Гасанханович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 228 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Е Современное состояния вопроса и оценка перспектив использования гипер-скоростного лазерного нагрева для целей термической обработки покрытий и поверхностного легирования материалов. Постановка задачи исследований

2.Методики проведения исследований

2.1. Методика металлографических исследований лазерно-облученного металла

2.2. Методика рентгеноструктурных исследований металла после лазерного облучения

2.2.1. Качественный рентгеновский фазовый анализ

2.2.2. Количественный рентгеновский фазовый анализ

2.2.3. Определение содержания углерода в основных фазах термически обработанной стали
2.3. Методика электронномикроскопических исследований
2.4. Теплостойкость лазерно-упрочненного металла и методика ее определения
2.5. Износостойкость и методы ее определения
2.6. Методика нанесения легирующих покрытий на поверхность изделий при закалке лазерным излучением
3. Структурные особенности процесса упрочнения и легирования металлических материалов при лазерной обработке
3.1. Некоторые особенности строения сталей после импульсной лазерной обработки и легировния
3.2. Строение зоны лазерной закалки из жидкого состояния
3.3. Концептуальные положения проблемы прочности сталей после лазерной обработки и легирования
3.4. Влияние исходной структуры сталей на эффект лазерного упрочнения
3.5. Влияние энергетических характеристик процесса и условий обработки на эффективность лазерного упрочнения

4. Выявление физической природы влияния факторов внешнего воздействия
на механизм и кинетику гипернеравновесных фазовых переходов
4.1. Оптимизация геометрических параметров макроструктуры и состава композиционных покрытий, полученных лазерным легированием. Основные положения структурного механизма упрочнения при лазерном легировании сталей
4.2. О роли массопереноса в создании структурной картины при импульсной лазерной обработке
4.3. Лазерное легирование сталей и сплавов из покрытий, полученных разными способами
4.4. Интенсификация процессов лазерного упрочнения и легирования путем проведения предварительного пластического деформирования
5. Взаимосвязь структуры и свойств инструментальных сталей в зонах лазерной закалки и легирования
5.1. Устойчивость структур лазерной закалки и легирования к разупрочнению при нагреве
5.2. Структурные аспекты износостойкости материалов после лазерной обработки
5.3. Перспективы использования концентрированных потоков энергии для повышения адгезионной стойкости металлообрабатывающего инструмента
5.4. Повышение трещиностойкости сталей, подвергнутых лазерному на-1реву
5.5. Влияние лазерной обработки на конструкционную прочность сталей
6. Повышение характеристик качества различных покрытий путем лазерной обработки
6.1. Структурные эффекты упрочнения химических покрытий на никелевой основе лазерным излучением
6.2. Повышение качества химических покрытий системы Ni-P на сталях лазерным облучением
6.3. Особенности процесса лазерного легирования химических покрытий

6.4. Износостойкость №-Р химических покрытий после лазерной обработки
7. Технологические аспекты лазерного упрочнения за счет поверхностного
легирования металлообрабатывающего инструмента
Заключение
Библиографический список
Приложения
II 1. Рекомендации по выполнению технологических процессов лазерного
упрочнения и легирования металлообрабатывающего инструмента
П 2. Производственные испытания упрочненного металлообрабатывающего
инструмента
П 3. Результаты промышленного внедрения технологий лазерного упрочнения за счет поверхностного легирования металлообрабатывающего инструмента

зано с искаженностью структуры, ее неоднородностью, повышенной плотностью дефектов, возникающих из-за высоких скоростей нагрева и охлаждения, значительных температурных градиентов в материале, а также в результате фазового наклепа при а-о-у перекристаллизации (рис. 3.7).
Дифракционные максимумы смещены при этом по сравнению со структурами
Рис. 3.6. Игольчатое” строение зоны
лазерной закалки из жидкого состояния объемной закалки в сторону меньших на стали Р6М5 после нагрева 300°С углов отражения вследствие достаточно
высокой средней насыщенности твердых растворов углеродом и легирующими
элементами. Особенностью является также то, что профиль рефлекса а-фазы не
имеет ярко выраженного дублета тетрагональности. Это может быть связано с его
высокой неоднородностью, возникающей при частичном растворении карбидов
исходного металла.
(110)М
В условиях ускоренного нагрева массоперенос легирующих элементов, необходимый для растворения карбидов, нитридов ограничен, что приводит к формированию неоднородности по составу.
Вокруг карбидов при этом формируются области насыщенных углеродом и легирующими элементами фаз, а из-за недостаточного времени для протекания диффузионных процессов при скоростной лазерной обработке в промежутках между карбидами насыщенность фаз ниже. Насыщенные области вокруг
Рис.3.7. Фрагменты рентгенограмм поверхностных слоев на стали Р6М5 после карбидов обладают высокой терми-
обьемной термообработки (1), лазерной ческой устойчивостью к а~эу превра-
закалки с ц=80 МВт/м2 (2) и ц=
МВт/м2 (3) щению, что проявляется при металло-
I J 1 л . I I I
-1_и 1 I 1__1_
87 85 83 81 65 63 59 57 55 53 51
Угол отражения 2®, град