ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
117
аустенита. В области с неоднородной структурой по мере увеличения
глубины наблюдается усиление неоднородности структуры: сначала
образуется мартенситотроостит, затем мартенсит и трооститная сетка,
которая переходит в трооститоферритную, а на границе с исходной
структурой — в ферритную структуру. Это обусловлено тем, что в про-
цессе лазерного нагрева имеют место различные стадии аустенизации
[1].
Глубина зоны термического влияния (ЗТВ) 0,55…0,60 мм, микро-
твердость ферритных зерен 280…350 HV (200…230 HV) при исходной
твердости феррита 110 HV. Повышение микротвердости связано с фа-
зовым наклепом.
При закалке сталей, предварительно прошедших закалку и от-
пуск, после лазерного упрочнения на границе с исходной структурой
выявляется зона отпуска. Вся зона закалки из твердой фазы пред-
ставляет собой область однородного мартенсита с микротвердостью
700…850
HV, которая выше твердости мартенсита, полученного печ-
ной закалкой. На границе с исходной структурой наблюдается пере-
ходная зона. В таком случае эта зона отпуска с трооститной структу-
рой, имеющая микротвердость 300…400 HV.
Изменение режимов лазерной обработки влияет в первую оче-
редь на микротвердость. Полученные результаты показывают, что
глубина ЗЛВ уменьшается при увеличении скорости обработки и
возрастает при усилении мощности излучения. С увеличением скоро-
сти обработки при лазерной обработке нормализованной стали без
оплавления с повышенными скоростями область однородного мар-
тенсита отсутствует и трооститоферритная сетка вокруг мартенсита
может доходить до самой поверхности образца. Это снижает общую
твердость ЗЛВ, поэтому упрочнять такие стали при высокой скорости
обработки нецелесообразно.
В диапазоне значений скорости обработки 0,01…0,03 м/c микро-
твердость ЗЛВ увеличивается (540…750 HV). При дальнейшем воз-
растании скорости обработки микротвердость ЗЛВ снижается. Тогда
в поверхностном слое образуется мартенсит с мартенситотроостит-
ной сеткой.
При малой скорости обработки под зоной оплавления в верхней
части ЗТВ образуется узкий слой однородного мартенсита. В этом
слое, нагретом до высокой температуры, происходит полное превра-
щение избыточного феррита в аустенит и полное насыщение таких
участков углеродом. На большей части ЗТВ формируется относи-
тельно однородная мартенситная структура.
На основании результатов исследования лазерной термической
обработки углеродистых сталей можно сделать следующий вывод. Ла-
зерная термическая обработка низкоуглеродистых сталей не целесооб-
разна вследствие малой твердости низкоуглеродистого мартенсита
(400…500
HV) и наличия небольших колоний измельченного феррита
(150…200
HV). При увеличении содержания углерода в стали до 0,3 %
и выше твердость мартенсита после закалки резко возрастает. Средне-