Дробление неметаллических включений в процессе скоростного плавления при лазерном воздействии

Abstract

RU: Цель. Целью данной работы было изучение дробления неметаллических включений в процессе их скоростного плавления и кристаллизации при лазерной обработке. Методика. Материалами для исследований служили промышленные стали, содержащие различные неметаллические включения. Образцы различных сталей с предварительно полированной поверхностью подвергали лазерному облучению на установках ГОС−30М и КВАНТ−16. Результаты. Исследованы особенности контактного плавления неметаллических включений в условиях аномального массопереноса, способствующего дроблению включений в поверхностном слое упрочняемых стальных изделий. Показано, что дробление включений при лазерной обработке является фактором, определяющим уровень упрочнения сталей. Научная новизна. Изучение процессов скоростного плавления и затвердевания позволяет утверждать, что лазерное воздействие представляет собой способ изменения структуры и свойств неметаллических включений в поверхностных упрочненных слоях стальных изделий. Практическая значимость. Использование полученных результатов позволит разработать режимы лазерной обработки, позволяющие влиять на размеры, структуру, распределение и содержание включений в упрочненных слоях.

UK: Мета. Метою даної роботи було вивчення дроблення неметалевих включень в процесі їх швидкісного плавлення і кристалізації при лазерній обробці. Методика. Матеріалами для досліджень служили промислові сталі, які містять різні неметалеві включення. Зразки різних сталей з попередньо полірованою поверхнею піддавали лазерному опроміненню на установках ГОС−30М і КВАНТ−16. Результаты. Досліджені особливості контактного плавлення неметалевих включень в умовах аномального масопереносу, що сприяє дробленню включень в поверхневому шарі сталевих виробів, що зміцнюють. Показано, що дроблення включень при лазерній обробці є фактором, який визначає рівень зміцнення сталей. Наукова новизна. Вивчення процесів швидкісного плавлення і затвердіння дозволяє стверджувати, що лазерний вплив являє собою спосіб зміни структури і властивостей неметалевих включень в поверхневих зміцнених шарах сталевих виробів. Практична значимість. Використання отриманих результатів дозволить розробити режими лазерної обробки, що дозволяють впливати на розміри, структуру, розподіл і вміст включень в зміцнених шарах.

EN: Purpose. The purpose of this work was to study the fragmentation of non-metallic inclusions in the process of their high-speed melting and crystallization during laser processing. Methodology. Materials for research were industrial steels containing various non-metallic inclusions. Samples of various steels with a pre-polished surface were subjected to laser irradiation at the GOS-30M and KVANT-16 installations. Findings. The features of contact melting of non-metallic inclusions under conditions of anomalous mass transfer, which promotes the crushing of inclusions in the surface layer of hardened steel products, were investigated. It is shown that crushing of inclusions during laser processing is a factor that determines the level of hardening of steels. Originality. The study of the processes of high-speed melting and solidification suggests that laser irradiation is a method of changing the structure and properties of non-metallic inclusions in surface hardened layers of steel products. Practical value. The using of the obtained results will allow us to develop laser processing modes that allow us to influence the size, structure, distribution and content of inclusions in the hardened layers.