394 / 530
Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3
Materials Science
in Machine Building
____________________________________________________________________
394
Исследования микроструктуры и микротвёрдости в закалённых зонах показали, что на
их строение исходная структура заметного влияния не оказывает. В зоне лазерно-
плазменного влияния, нагретой при обработке до температур ниже фазового превращения
происходит коагуляция и укрупнение карбидов. При этом незначительно, в пределах ошибки
измерений, снижается микротвёрдость (рис. 5).
Рис. 5.
Микротвёрдость структурных составляющих по глубине зоны лазерно-плазменного
воздействия ЗЛВ в стали с исходной структурой – сорбит отпуска
Превращения в стали со структурой мартенсит при лазерно-плазменной
обработке
Схема формирования структуры предварительно закалённой на мартенсит стали в
процессе лазерно-плазменной обработки показан на рис. 6.
Исходная структура образцов, упрочнённых предварительной обработкой закалкой с
низким отпуском, - мартенсит. При лазерной обработке поверхность стали оплавляется и при
последующем охлаждении закаливается на мартенсит. Во всех исследованных образцах при
любом состоянии исходной структуры поверхность получает упрочнение несколько меньше,
чем ниже лежащие слои. Это вызвано, очевидно, частичным выгоранием углерода при
расплавлении стали. К зоне, закалённой из жидкого состояния ЗЖС, примыкает слой,
нагревшийся при воздействии лазерного луча до температур аустенитизации, т. е.
закалённый из твёрдого состояния ЗТС.
Как и в описанных выше случаях, твёрдость закалённых слоёв при лазерно-
плазменном воздействии превышает твёрдость, достижимую при других видах закалки. В
данном случае получена микротвёрдость до Н
50
11,09 ГПа. Высокую твёрдость имеет как
слой, закалённый из жидкого состояния ЗЖС, так и слой, нагретый при лазерно-плазменной
воздействии до аустенитного состояния ЗТС - Н
50
до 8,10 ГПа (рис. 7).
Слой с мартенситной структурой граничит с участками, в которых при лазерном
нагреве прошла неполная фазовая перекристаллизация.
При нагреве аустенитное
превращение начинается от границ зёрен. При последующем охлаждении эти участки
претерпевают мартенситное превращение (на микрофотографиях - светлые). Участки, не
претерпевшие аустенитное превращение (тёмно травящиеся зёрна) в результате
термического цикла при лазерно-плазменном воздействии, получают кратковременный
отпуск. Твёрдость этих участков в результате отпуска снижается до ~ 4,3 ГПа.