ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ СТАЛИ 45 ПОСЛЕ ЛАЗЕРНОЙ ЗАКАЛКИ - Царенко, Ирина Владимировна; Кудрицкий, Владимир Григорьевич; Гуцев, Дмитрий Михайлович (Вестник Брестского государственного технического университета, 2026)
В статье дана характеристика особенностей морфологии поверхности стали после лазерной закалки. Изучено влияние технологических параметров, таких как сила тока, время импульса и энергия в импульсе на формирование морфологических особенностей стальной поверхности после лазерной закалки. Структурные особенности были изучены с помощью сканирующей электронной микроскопии. Было установлено, что использование различных комбинаций технологических параметров (изменения силы тока в диапазоне от 60 до 180 А, времени импульса от 5 до 20 ms, энергии в импульсе в пределах от 0,3 Дж до 10,0 Дж) дает возможность получения большого разнообразия вариантов топографии поверхности стали после лазерной обработки, отвечающих разным триботехническим характеристикам структур: от пористых до ярко выраженных зон неравномерного оплавления, кристаллических дендридных и с хорошо упорядоченной упаковкой зерен. Согласно результатам микроскопических исследований обработка с энергией до 1 Дж не приводит к нагреву с оплавлением поверхности: при обработке с энергией в импульсе менее 1 Дж токами менее 100 А топография поверхности после обработки отличается от первоначальной только появлением следов выхода на поверхность практически всех имеющихся в металле элементов. При обработке с энергией в импульсе более 1 Дж на поверхности наблюдаются зоны оплавления. Всего в структурах обработанных лазерным излучением образцов можно выделить четыре типа основных структурных элементов: зона без выраженных кристаллитов, зона роста дендридов, зона ярко выраженных кристаллитных структур, зона отслаиваемых образований. В результате подробного спектрального анализа было обнаружено формирование отдельных гетерогенных мультиэлементных областей, причем была установлена зависимость интенсивности образования мультиэлементных зон от энергии в импульсе: чем выше энергия – тем больший объем металла подвергается тепловому воздействию и тем интенсивнее процесс образования этих зон. Несмотря на то, что энергию в импульсе определяют и сила тока накачки, и время импульса, было установлено, что влияние этих технологических факторов на свойства мультиэлементных зон неоднозначно. Увеличение силы тока способствует росту мультиэлементных зон, тогда как увеличение времени импульса способствует их отслаиванию. Было обнаружено, что когезия мультиэлементных областей зависит от режимов обработки. Особенно важным фактором для получения оптимальной структуры поверхности является время импульса. C увеличением времени выдержки импульса усиливается окисление поверхности, приводящее к ослаблению когезионных сил. Обработка импульсом более 15 ms приводит к массовому отслаиванию образовавшихся на поверхности мультиэлементных областей.