Obrabotka Metallov. 2017 no. 1(74)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (74) 2017 45 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ / ( ) , /( / ) P dv 0.4 2 0.4 êÂò ìì ñ Рис. 7. Зависимость микротвердости зоны лазерного оплавления от параметра 0.4 ( ) P dv Рис. 6. Микроструктура зоны лазерного оплавления чугуна СЧ20, полу- ченной при P = 1 кВт, диаметре лазерного пятна 4 мм и скорости пере- мещения луча 5 мм/с: а – общий вид; б – середина зоны оплавления, верх; в – правый край зоны оплавления, граница с исходной структурой распылению серого чугуна газом [21] микро- твердость определяется скоростью охлаждения и коррелирует с дисперсностью структуры. Оценку скорости охлаждения при лазерной обработке можно сделать по параметру P /( dv ) 0.4 , который коррелирует с размерами зон лазерного воздействия [22] и критерием Фурье [23]. Со- гласно [23] глубина зоны лазерного воздействия пропорциональна критерию Фурье, характери- зующему время охлаждения, т. е. скорость изме- нения температуры при охлаждении:   o ( ) m m P L PF dv , где m может принимать значения 0.4 и 0.5. Микротвердость в зонах лазерного оплавле- ния в исследованных образцах чугуна снижает- ся с увеличением параметра 0.4 ( ) P dv (рис. 7). Таким образом, наблюдается обратная зави- симость от скорости охлаждения. Поэтому ло- гично объяснить высокую твердость в образцах, обработанных лазерным лучом с пятном диаме- тром 4 мм, меньшей потерей углерода, чем при обработке лучом, сфокусированным в пятно ди- аметром 0.2 мм. Явление потери углерода в зоне лазерного оплавления известно (см., например [24]). В основе этого явления лежит механизм термически индуцированной (up-hill) диффузии углерода к более холодной поверхности распла- ва на стадии охлаждения.