Комбинированное ударно-волновое и термическое лазерное упрочнение сталей
Данная работа состоит из введения, пяти глав и заключения. В первой главе представлен обзор работ теоретического и экспериментального характера, имеших отношение к методам лазерной обработки материалов. Рассмотрены работы связанные с технологией традиционной лазерной закалки и работы в которых исследовалось влияние лазерного термоупрочнения на износостойкость и механические свойства сталей… Читать ещё >
Содержание
- Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
- 1. 1. Методы поверхностной лазерной обработки
- 1. 2. Лазерное термоупрочнение
- 1. 3. Особенности строения металлов после нагружения ударными волнами
- 1. 4. Возбуждение волн напряжений в металлах при воздействии лазерных моноимпульсов
- 1. 5. Комбинированные методы упрочнения материалов с применением лазерного воздействия
- 1. 6. Влияние лазерного термоупрочнения на износостойкость и механические свойства сталей
- Глава II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ И ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ УДАРНО-ВОЛНОВОГО ШПУЛЬСА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛАЗЕРНОЙ ЗАКАЛКИ
- 2. 1. Экспериментальная установка для ударно-волновой обработки сталей
- 2. 2. Методика определения параметров ударно-волнового воздействия
- 2. 3. Методика измерения параметров ударных волн, возбужденных излучением лазера
- 2. 4. Исследование влияния предварительной ударно-волновой обработки сталей на параметры лазерной закалки
- 2. 5. Выводы ко второй главе
- Глава III. КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЕЙ, ОСНОВАННЫЙ НА РАЗЛИЧНЫХ СОЧЕТАНИЯХ ЛАЗЕРНОГО ТЕРМИЧЕСКОГО И УДАРНО-ВОЛНОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЙ
- 3. 1. Лазерная установка для комбинированной обработки материалов
- 3. 2. Фазовые превращения в структуре закаленной лазером стали под действием лазерно-индуцированных ударных волн
- 3. 3. Влияние различных режимов комбинированной лазерной обработки на структуру поверхностных сдоев стали
- 3. 4. Выводы к главе III
Глава IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ 4.1 Исследование абразивного изнашивания сталей, обработанных разными комбинациями ударно-волнового и термического лазерного воздействия.
4.2 Исследование влияния комбинированной лазерной обработки на механические свойства сталей при статическом нагружении.
4.3 Исследование влияния комбинированной лазерной обработки на механические свойства сталей при высокоскоростном деформировании.
4.4 Выводы к главе IV.
Глава V. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ВНЕДРЕНИЕ ПРОЦЕССА КОМБИНИРОВАННОГО ЛАЗЕРНО-УДАРНО-ВОЛНОВОГО УПРОЧНЕНИЯ ЖАМПОВОЙ ОСНАСТКИ 5.1 Описание установок и техпроцесса комбинированного лазерно-ударно-волнового упрочнения рабочих поверхностей деталей штампов.
5.2 Результаты испытаний.
5.3 Выводы к главе V.
Список литературы
- Абильсиитов Г. А., Голубев В. Г. Основные проблемы лазерной технологии и технологических лазеров: Препринт / НИПТЛ АН СССР. N11. М.. 1981.
- Анализ зависимости глубины упрочненного слоя плотности энергиилазерного излучения /ДМ. Руреев, В. А. Кашулин, Б. Д. Николаев и др. // ФиХОМ. 1985. N2. С. 22−25.
- Андрияхин В. Е, Майоров В. С., Якушин В. Е Расчет поверхностнойзакажи железоуглеродистых сплавов с помощью технологических 00^- лазеров непрерывного действия // Поверхность. Физика, химия, механика 1983. N3. С. 140−145.
- Астапчик С. А., Бабушкин Е Б., Ивашко В. С. Структурные и фазовыепревращения в сталях и сплавах при лазерной термической обработке. //МиТОМ, 1991, N2, С. 2−5.
- Баллистические установки и их применение в экспериментальныхисследованиях. / под. ред. Златина Е А., Мишина Г. И., М.: Наука, 1974.
- Бекренев А. Е, Константинов М. Е Рентгеновское определение количества остаточного аустенита в сталях. // Заводская лаборатория. 1984. Т. 50, N5. С. 42−44.
- Белозеров В. В., Гуйва В. А., Махатилова А. И. Влияние комбиниро- 143 ванного упрочнения на структуру и свойства высокопрочного чугуна // МиТОМ. 1990. N4. С. 33−35.
- Бертяев Б. И., Заверстовская И. Н., Игошин К И. Сравнительный анализ двух- и трехстадийных термических циклов при поверхностной лазерной закалке сталей // ФиХОМ. 1986. N3. С. 88−95.
- Бондаренко А. И., Кондратьев А. И. Измерение дисперсии скорости и затухания упругих волн. // Акуст. журнал. 1981. Т27. N1. С. 51−55.
- Веденов А. А., Гладуш Г. Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. М.: Энергоатомиздат, 1985.
- Великих В. С., Картавцев В. С., Романенко А. В. Влияние лазерной закалки на механические свойства стали 45 с различной предварительной термической обработкой. // ФиХОМ, 1984, N2, С. 12−17.
- Влияние импульсной лазерной закалки на механические свойства конструкционных сталей при высокоскоростном деформировании /- 144
- Л.йКикин, А. А. Медведев, А. И. Пчелинцев, Е. Е. Русин // ФиХОМ. 1990. N6. С. 58−60.
- Влияние импульсной лазерной закалки на статическую и циклическую прочность сталей 45 и У8 / В. Ф. Терентьев, А. Г. Бовчар, R С. Великих и др. // ФаХОК 1985. N2. С. 45−47.
- Влияние исходной структуры на упрочнение стали ШХ15 при обработке излучением СО^- лазера / А. Н. Сафонов, К М. Тарасенко, А. Ф. Басков и др. // МиТОМ. 1985. N4. С. 5−9.
- Влияние лазерной закалки на механические свойства стали 45 / В. С. Великих, В. П. Гончаренко, А, Е Романенко, Е П. Квядас // ФиХОМ. 1983. N3. С. 21−23.
- Влияние обработки непрерывным излучением лазера на износостойкость низкоуглеродистых сталей / A. Bl Макаров, Л. Г. Коршунов, Г. 31 Химич и др. // Трение и износ. 1987. Т. 8. N2. С. 293−301.
- Гиппиус Е А., Данилейко Ю. К., Пчелинцев А. И. Влияние теплоты твердофазных превращений на глубину лазерной закалки // Квантовая электроника. 1986. Т. 13. N12. С. 2549.
- Глытенко А. Л, Любов R Я, Соболь Э. Н. Аустенизация и расчет толщины упрочненного слоя при лазерной обработке стали // Изв.- 145
- АН СССР. Металлы. 1989. N3. С. 157−161.
- Громов R И., Калин А. А., Скоров Д. М. Исследование импульсных давлений при воздействии короткого лазерного импульса на металл. // Тез. докл. III Всес. симпоз. по импульсным давлениям. М. 1979. С. 95−96.
- Гурвич Л. 0., Соболь Э. Е Влияние кинетики превращения, лимитируемого диффузией, на расчет толщины закаленного слоя при лазерной термообработке стали. // Изв. АН СССР. Металлы. 1984. N6. С. 154−159.
- Гуреев Д. М., Золотаревский А. R, Зайкин А. Е. Структурные изменения в конструкционных сталях при лазерном воздействии // Фи-ХОМ. 1988. N5. С. 13−17.
- Гуреев Д. М., Золотаревский А. В., Медников С. И. Термообработка быстрорежущих сталей источником непрерывного лазерного излучения различного профиля // ФиХОМ. 1986. N4. С. 23−26.
- Деформационное искажение структуры меди слабой ударной волной, возбуждаемой при поглощении излучения ОКГ в кадмиевом экране. // И. М. Акимов, Е К. Голубев, С. А. Новиков и др. // ФиХОМ. 1985. N2. С. 46−50.
- Дроздов KL Е Исследование возможности повышения износостойкости при поверхностном упрочнении непрерывным лазерным излучением. // Вестник машиностроения. 1986. N2. С. 18−20.
- Дроздов Ю. Е, Усов С. Е Исследование применения комбинированных электротехнологических методов для повышения износостойкости деталей машин. // Вестник машиностроения. 1985. N10. С. 19−23.
- Дроздов Ю. Е, Усов С. Е Особенности построения комбинированных электротехнологических процессов, повышающих прочность, износостойкость, коррозионностойкость, жаростойкость деталей машин. // Теплофизика технических процессов: Материалы VI- 146
- Веесоюзн. конф. /Ташкент. 1984. С. 37−38.
- Дубняков В Е Роль микроструктуры, полученной лазерной обработкой, в абразивной износостойкости легированных сталей // Трение и износ. 1988. Т. 9. N4. С. 653−660.
- Дубняков В Е, Кащук 0. Л 5 Ковалев А. И. Структура и механические свойства облученной лазером стали 45 // МиТОМ. 1989. N7. С. 60−62.
- Дубняков В Е, Ковалев А. И., Кащук 0. Л. Роль мартенситного превращения в упрочнении стали при лазерной обработке и последующей деформации // МиТОМ. 1988. N9. С. 54−57.
- Епишин И. Г., Суслов В В, Янушкевич В А. Исследование ударной электропроводности сапфира и керамики 22ХС в режиме воздействия слабых ударных волн наносекундного диапазона. // Фи-ХОМ. 1989. N3. С. 45−48.
- Епишин И. Г., Суслов В К, Янушкевич В. А., Определение адгезионной прочности пленочных структур изделий электронной техники лазерными ударными волнами. // ФиХОМ. 1988. N5. С. 80−84.
- Жиряков Б. М., Обеснюк В Д. Влияние прозрачных покрытий на генерацию лазерноиндуцированных ударных волн в металлах. // ФиХОМ. 1984. N5. С. 29−33.
- Закономерности распада остаточного аустенита под действием ударных волн, возбужденных лазерными импульсами. / ЕЮ. Кикин, А. И. Пчелинцев, Е. Е. Русин // МиТОМ. 1992. N6.0.20−21.
- Зельдович Я. В, Кормер С. В Исследование оптических свойств прозрачных веществ при сверхвысоких давлениях. // Докл. АН СССР. 1961, Т. 138, N6, С. 1333.
- Зельдович Я. Б., Райзер Ю. Е Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука. 1963.
- Зинченко В М., Георгиевская Б. В, Оловянишников В А. Влияние остаточного аустенита на механические свойства цементованных- 147 сталей // МиТОМ. 1987. N12. С. 25−30.
- Иванов JL И., Никифоров Ю. Е, Янушкевич R А. Эффект изменения электропроводности полупроводниковых кристаллов при прохождении ударной волны от импульса излучения ОКГ. // ЖЭТФ. 1974. Т. 67. вып. 7. С. 147−149.
- Изменение химического составаповерхности стали при лазерном легировании / ЕЕ Болотина, В. Е Ларионов, Г. Г. Винокуров, Т. В. Аргунова // ФиХОМ. 1990. N5. С. 88−92.
- Кальдирола М., Кнопфель Г. Физика высоких плотностей энергий. М.: Мир. 1974.
- Кацюбинский 0. KL Оценка физических возможностей закалки с использованием газового лазера непрерывного действия // МиТОМ. 1980. N6. 0.24.
- Кикин ЕЮ., Пчелинцев А. И., Русин Е. Е. Абразивное изнашивание сталей после комбинированной ударно-волновой и лазерной обработки. // Трение и износ. 1990. Т.П. N4. С. 656−659.
- Кикин Е КХ, Пчелицев А. И., Русин Е. Е. Механические свойства стали ЗОХГСА после комбинированной лазерной обработки. // МИТОМ. 1992. N11. С. 35−36.
- Коваленко В. С. Обработка материалов импульсным излучением лазеров. Киев: Вища школа, 1977.
- Козлова Г. И., Сокуренко А. Д. Лазерное термоупрочнение и повышение износостойкости поверхностных слоев стали 9ХФ // Трение и износ. 1991. Т. 11. N3. С. 123−126.- 148
- Колосовский А. М. Металлографические исследования лазерно-маг-нитного упрочнения инструментальных сталей. / Всесоюзн. конф. Применение физико-химических методов обработки материалов в машино- и приборостроении: Тез. докл., Киев, 1983, С. 42.
- Кольский Г. Исследование механических свойств материалов при больших скоростях нагружения. // Механика. 1950. М.: ИЛ, вып. IV, С. 108−119.
- Комбинированное лазерное и ударно-волновое упрочнение стали. /П. Ю. Кикин, А. И. Пчелинцев, Е. Е. Русин и др. // Технологи и организация производства. 1989, N2, С. 26−29.
- Коршунов Л Г., Макаров А. Е, Осинцева А. Л. Исследование износостойкости и структурных превращений при абразивном изнашивании стали У-8, упрочненной лазером // Трение и износ. 1988. Т. 9. N1. С. 52−59.
- Котляров В. П. Поверхностная отделочно-упрочняющая обработка с лазерным облучением. // Электронная обработка материалов. 1987. N1. С. 12−17.
- Крапошин В. С., Копецкая И. К, Костылева 0. П. Влияние параметров лазерного нагрева на. концентрацию хрома в поверхностных слоях сталей // ФиХОМ. 1989. N5. С. 90−96.
- Крапошин ЕС., Шахлевич КЕ, Вязьмина Т. М Влияние лазерного нагрева на количество остаточного аустенита в сталях и чугунах // МиТОМ. 1989. N10. С. 21−29.
- Кремне в Л С., Холоднов Е. Е, Владимирова 0. Е Выбор сталей, подвергаемых лазерному упрочнению// МиТОМ. 1987. N9. С. 49−52.
- Криштал М. А., Жуков А. Е, Кокора А. Е Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера. М.: Металлургия, 1973.
- Лазерная и электроннолучевая обработка материалов: Справочник /Е Е Рыкалин, А. А. Углов, И. Е Зуев и др. М.: Машиностроение, 1985.
- Лазерное я электронно-эрозионное упрочнение материалов / В. С. Коваленко, А. Д. Верхотуров, JL Ф. Головко, И. А. Под черняева. М.: Наука, 1986.
- Лазерно- индуцированный распад остаточного аустенита. / А. А. Леев, П. XI Кикин, Е. Е. Русин и др. // Письма в ЖГФ. 1989. Т. 15, вып. 20, С. 68−71.
- Ландсберг Г. С. Оптика. М.: Наука. 1976.
- Лаптева В. Г., Горбаневекий В. Е. Выбор методов повышения из носостойкости пар трения, изготавливаемых из сталей типа ШХ15 // Трение и износ. 1988. Т. 9. N1. С. 43−51.
- Легирование малоуглеродистой стали с помовиью интенсивных источников / ЕМ. Поле тина, М. Д. Борисов, С. А. Гладышева и др. // ФиХОМ. 1986. N3. С. 135−138.
- Лекот К. Высокоскоростное метание. / Физика быстропротекающих процессов. М.: Мир, Т. 2, 1971.
- Леонтьев П. А., Чеканова Е Т., Хан М Г. Лазерная поверхностная обработка металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1986.
- Любов Б. Я. Диффузионные процессы в неоднородных твердых средах. М.: Наука. 1981.
- Макаров А. В., Коршунов Л. Г., Осинцева А. Л. Влияние отпуска и фрикционного нагрева на износостойкость стали У-8, закаленной лазером // Трение и износ. 1991. Т. 12. N5. С. 870−877.
- Металлы: Методы механических и технологических испытаний. М.: Стандарты, 1972.
- Микроструктура стали У10А после облучения ОКГ и закалки из жидкого состояния / КВ. Еднерал, Е А. Лаккшев, Ю. А. Скаков и др. // MOM 1981. N4. С. 24−28.
- Миркин Л. И. Физические основы обработки материалов лучами лазера. йзд-во МГУ, 1975.
- Миркин И. Л., Смыслова Г. П, Смыслов Е. Ф. Структура и свойстваметаллов после импульсных воздействий. М.: Изд-во МГУ, 1980.
- Морящев С. Ф., Воинов С. С. Влияние режима лазерной закалки на предел выносливости и износостойкости сталей. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1984, N2, С. 138−142.
- Муханов И. И., Синдеев В. И. Дсхакова Г. А. Интенсификация упрочняюще чистовой обработки стальных деталей ультразвуковым инструментом и импульсным тепловым воздействием. // Электрофизические и электромеханические методы обработки. 1979. N10. С. 8−9.
- Образование пор в алюминии при лазерном воздействии / ЛИ. Иванов, Е. Е. Казилин, JU М. Платов и др. // ЯиХОМ. 1985. N5. С. 25−27.
- О причине смещения температур инструментального начала аустенитного превращения в сталях при скоростном и лазерном нагреве
- Г. Kl Баландина, Б. И. Бертяев, И. Н. Заверстовская и др. // Квантовая электроника. 1986. Т. 13. N11. С. 2315.
- Райнхарт Дж., Пирсон Дж. Взрывная обработка металлов. М.: Мир. 1966.
- Райе М. Емкостный измеритель скорости плоской проводящей поверхности. // Приборы для научных исследований. 1961, N4, С. 77−79.
- Расчет толщины закаленного слоя металла с учетом сдвига критических точек при лазерном термоупрочнении / JL 0. Гурвич, В. Я Липов, Г. К Рубин, Э. Н. Соболь // Технология автомобилестроения. 1983. N8. С. 13.
- Режимы возбулодения и параметры волн напряжений в металле при воздействии лазерных моноимпульсов / Е И. Аверин, А. И. Авров, Б. И. Громов и^др. //ФиХОН 1984. N2. С. 23−27.
- Рыкалин Н. Е, Углов А. А., Анищенко Л. М. Высокотемпературные технологические процессы: Теплофизические основы. М.: Наука. 1986.
- Рыкалин Е Е, Углов А. А., Кокора А. Е Лазерная обработка материалов. М.: Машиностроение, 1975.
- Рзди Д. Промышленное применение лазеров. Ы: Мир, 1981.
- Садовский Е Д, Фокина Е. А. Остаточный аустенит в закаленной стали. М.: Наука. 1986.
- Синдеев Е И., Исхакова Г. А. Влияние упрочняюще-чистовой обработки лучем лазера и ультразвуковым инструментом на структуру стали. // Новые методы упрочнения и обработки металлов. Новосибирск. 1983. С. 100−106.
- Синдеев Е И., Исхакова Г. А. Особенности формирования поверхностного слоя деталей при лазерном и ультразвуковом воздействии. // ФиХОМ. 1988. N2. С. 54−64.
- Синдеев Е И., Исхакова Г. А., Гилета Е Е Упрочняюще-чистовая обработка стальных деталей лучем лазера и ультразвуковым инструментом. // Прочность и пластичность материалов в ультразвуковом поле. Алма-Ата. 1983. С. 63−64.
- Сорокин Г. М., Коротков Е А. К вопросу выбора абразивного материала при испытаниях на изнашивание. //Трение и износ. 1990.1. Т. 11, N2, С. 332−337.
- Степанов Г. Е Поведение конструкционных материалов в упругоп-ластических волнах нагрузки. Киев: Наукова думка, 1978.
- Структура аморфных металлических сплавов. М.: МИСиС. 1980.
- Структурная модификация стали ударно-волновым воздействием для повышения эффективности лазерной обработки. / П. Ю. Кикин, А. И. Пчелинцев, Е. Е. Русин // ФиХОМ, 1989, N5, С. 140−142.
- Тимошенко Б. И., Щушура Е Б. Электрокомбинированное поверхностное упрочнение и восстановление деталей машин.// ЗиХОМ. 1988. N5. С. 85−88.
- Тушинский Л. И. Теория и технология упрочнения металлических сплавов. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1990.
- Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов. // Под. ред. Мейерса М. А., Мурра Л. Е.: Пер. с англ. М: Металлургия. 1984.
- Управление морфологией поверхностей с целью повышения их износостойкости путем лазерной обработки / Г. А. Строганов, Е Ф. Солдатов, С. И. Шаравин, Е Е Степанов // Трение и износ. 1988. Т. 9. N1. С. 66−72.
- Упрочнение рабочих поверхностей плоскопараллельных концевых мер длины лазерным излучением / Л. С. Кремнев, 0. Е Владимирова, Т. Г. Сагадеева и др. // ФиХОМ. 1985. N3. С. 13−16.
- Усов С. Е, Белобрагин К1 А. Комбинированные способы упрочнения деталей автоматических машин. // Передовой опыт. 1984. N6. С. 5−8.
- Усов С. Е Исследование возможности использования комбинированных лазерных методов упрочнения. // Передовой опыт. 1987. N7. С. 60−62.
- Усов С. Е Комбинированные методы упрочнения деталей автоматических машин, построенные на основе лазерного излучения.//- 153
- Передовой опыт. 1986. N7. С. 25−28.
- Физические основы электротермического упрочнения стали / ЕЕГриднев, Ю. А. Мешков, С. М. Ошкадеров, ЕЛТрефилов. Киев: Ваукова душа. 1973.
- Федосов С. А. Влияние лазерной обработки на содержание остаточного аустенита в сталях и чугунах // МиТОМ. 1990. N5. С. 18−22.
- Хартман К. X, Кунце ХД., Мейер Л. Е Влияние ударного нагру-жения на структуру металлов. // Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов. / 1Ьд ред. Мейерса & А. и Мурра JLE. (пер. с англ.) М.: Металлургия, 1984.
- Хвостикова ЕД., Янушкевич ЕА., Пруцков Е. Г. Электронно-микроскопическое исследование кремния после нагружения лазерной ударной волной. // ФиХОМ. 1984. N4. С. 53−55.
- ИЗ. Хрущев М. М., Бабичев М. А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970.
- Зпштейн Г. Е Строение металлов, деформированных взрывом. М.: Металлургия. 1988.
- Anderholm N. Laser-generated stress wave.// J. Appl. Physics Letters. 1970. Vol. 16, N 3. P. lia
- Barker L. M., Hollenbuch R. E. Shock wave study of the phase transition in iron.// J. Appl.Phys. 1974. Vol.45, N 11. P. 4872−4888.
- Barker L. К Symp. on high dinamic pressure. Paris. 1967. P. 369−382.
- Campion A. R., Rohde R. W. Higoniot equation of state and the effect of shock stress amplitude and duration on the hardness ofHadfild steel.// J.Appl.Phys. 1970. Vol.41, N 5. P. 2213−2223.
- Falrand B. P., Clauer A. M. Effects of water and paint coutings on the magnitude of laser-generated shock.// Optical Communication. 1976. Vol. 18, N4. P. 588−591.
- Falrand B. P., Clauer A. M. Laser generation of high amplitude stress wave in materials.// J.Appl.Phys., 1979. Vol.50, N 3. P. 1497−1502.
- Falrand B. P., Wilcox B. A., Gallagher W. J., Williams D.N. Laser shock-included microstructural and mechanical property changer In 1075 aluminum.// J.Appl.Phys. 1972. Vol.43, N 9. P. 3893−3895.
- Kubota K., Nakatani Y. Optical excitation of acoustic pulse in solids. // Jap. J.Appl.Phys. 1973. Vol. 12, N6. P. 888−894.
- Nicholas T. Tensile testing of materials at high rates of strain.// Exp.Mech. 1981. Vol.21, N5. P. 177−185.
- Steverding B., Dudel H. Laser-induced shocks and their capability to produce fracture.//J. Appl. Phys. 1976. Vol.47, N 5. P. 1940−1945.
- Yang L. S. Stress waves generated in thin metallic films by a Q- switched ruby laser. //J.Appl.Phys., 1974. Vol.45. N6. P. 2601 -2607.