Obrabotka Metallov. 2017 no. 1(74)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (74) 2017 40 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 621.791.92 ЛАЗЕРНОЕ ПОВЕРХНОСТНОЕ ОПЛАВЛЕНИЕ ЧУГУНА СЧ20 В ОТБЕЛЕННОМ СОСТОЯНИИ* В.Г. ГИЛЕВ, канд. техн. наук, с.н.с Е.А. МОРОЗОВ, аспирант, ст.преподаватель И.Б. ПУРТОВ, магистрант ( ПНИПУ, г. Пермь ) Поступила 11 октября 2016 Рецензирование 17 января 2017 Принята к печати 02 февраля 2017 Гилев В.Г. – 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: xray@pm.pstu.ac.ru Приведены результаты экспериментальных исследований влияния параметров лазерного оплавления серого чугуна СЧ20 на рельеф поверхности лазерных дорожек, микроструктуру и микротвердость в зонах лазерной обработки. По химическому составу исследуемый материал относится к серым чугунам. Но из-за ускоренного охлаждения при литье материал в исходном состоянии имеет структуру белого чугуна. Лазер- ное оплавление осуществляли волоконным лазером c длиной волны 1,07 мкм и пятном круглого сечения. Варьировали скорость перемещения луча, размер пятна и мощность лазерного луча. Лазерное поверхностное оплавление в данном конкретном случае не меняет тип структуры. Однако дисперсность микроструктуры значительно увеличивается. В результате диспергирования структуры микротвердость HV50 повышается от 500 для исходной структуры до 770…850 после лазерного оплавления. При малых размерах пятна 0,2…0,5 мм на поверхности образуются периодические структуры рельефа. Сравнительно гладкую поверх- ность лазерных дорожек получили при размерах пятна 2…4 мм. В этом же случае достигается максимальная микротвердость. Ключевые слова: лазерное поверхностное оплавление, серый чугун, белый чугун, рельеф поверхности, микроструктура, микротвердость, ледебурит, измельчение структуры. DOI: 10.17212/1994-6309-2017-1-40-50 Введение Лазерные технологии поверхностной и ло- кальной обработки материалов с развитием во- локонных лазеров и новых методов лазерной обработки материалов находят все большее и разнообразное применение [1–3]. Значительное внимание уделяется лазерному упрочнению по- верхностей деталей из чугунов [4–16]. Детали из серого чугуна СЧ20 широко применяются в _______________ * Работа выполнена при поддержке министерства образования и науки РФв рамках финансирования проектной части государственного задания № 11.8353.2017/БЧ. машиностроении. Известно их применение для изготовления деталей установок центробеж- ных водяных и нефтяных насосов, работающих в абразивной и коррозионной средах наряду с чугуном нирезист. Для повышения стойкости к эрозии некоторые детали из серого чугуна полу- чают литьем в охлаждаемые формы, при этом формируют структуры отбеленного чугуна с ле- дебуритной структурой. Для повышения изно- состойкости чугунов используются различные виды лазерной обработки: наплавка, оплавле- ние, закалка и легирование.