Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 4

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 4 2019 77 MATERIAL SCIENCE Т а б л и ц а 4 Ta b l e 4 Результаты микроиндентирования при максимальной нагрузке на индентор 0,245 Н для алюминиевого сплава АК7ч до и после лазерного легирования порошковыми смесями различного состава Surface microindentation results at the maximum load on Vickers indenter of 0.245 N for the aluminum alloy before and after laser alloying with the powder blends of different composition Номер смеси h max , мкм h p , мкм HM , ГПа H IT , ГПа E * , ГПа W e , нДж W t , нДж 1 2,90 ± 0,04 2,72 ± 0,06 1,05 ± 0,03 1,22 ± 0,04 84 ± 2 25,9 ± 0,4 248 ± 6 2 3,17 ± 0,09 3,00 ± 0,11 0,89 ± 0,05 1,01 ± 0,06 84 ± 2 23,9 ± 0,9 275 ± 6 Без обработки 3,58 ± 0,23 3,42 ± 0,24 0,72 ± 0,09 0,80 ± 0,10 88 ± 3 20,6 ± 1,5 300 ± 20 Т а б л и ц а 5 Ta b l e 5 Параметры R е , H IT /E * и 3 *2 IT H E для алюминиевого сплава АК7ч до и после лазерного легирования порошковыми смесями различного состава The parameters R е , H IT /E * and 3 *2 IT H E for the aluminum alloy before and after laser alloying with the powder blends of different composition Номер смеси R е , % H IT /E * 3 *2 IT H E , ГПа 1 6,2 0,015 0,00026 2 5,4 0,012 0,00015 Без обработки 4,5 0,009 0,00007 Данные табл. 5 показывают, что после лазер- ного легирования возрастают расчетные параме- тры R е в 1,2…1,38 раза, Н IT /Е * в 1,33…1,67 раза и 3 *2 IT H E в 2,14…3,71 раза, что свидетельству- ет о повышении сопротивления сплава АК7ч упругопластическому деформированию [30–33]. Согласно [35–37] указанные данные микроин- дентирования также свидетельствуют о том, что в результате лазерного легирования можно ожи- дать повышения сопротивления сплава АК7ч механическому контактному воздействию, в том числе контактно-усталостному нагружению. Испытания на износостойкость в условиях абразивного изнашивания показали, что лазер- ное легирование приводит к некоторому росту интенсивности изнашивания Ih (снижению из- носостойкости) алюминиевого сплава АК7ч от (1,49 ± 0,09)10 −3 до (1,82 ± 0,06)10 −3 при легиро- вании порошковыми смесями№1 и 2. Поскольку абразивная износостойкость материала в значи- тельной степени определяется его твердостью, то можно было ожидать рост износостойкости сплава АК7ч после лазерного легирования. Од- нако упрочнение сплава АК7ч при лазерном легировании недостаточно сильное, и его твер- дость существенно ниже твердости абразива электрокорунда (~2000 HV). В этом случае более существенное влияние на износостойкость спла- ва оказывает наблюдаемое измельчение структу- ры сплава АК7ч при лазерном легировании (см. рис. 3, в , г ). Известно, что крупные частицы вто- рых фаз в некоторых случаях могут играть роль износостойкого каркаса, повышающего сопро- тивление материала абразивному изнашиванию, а измельчение частиц вторых фаз, напротив, при- водит к снижению абразивной износостойкости [38]. Отметим близкие значения интенсивности изнашивания Ih сплава АК7ч после лазерного легирования порошковыми смесями различного состава, что также свидетельствует о существен- ном влиянии измельчения структуры на износостойкость. Исследование разгаростойкости по- казало, что дисперсная структура алю- миниевого сплава АК7ч после лазерного легирования препятствует распростране- нию трещин. В структуре легированных слоев при всех исследованных количе- ствах циклов нагрева и охлаждения (200, 400 и 600) наблюдаются только отдель- ные узкие трещины, ширина которых не- значительно возрастает с увеличением числа термических циклов. Напротив, в структуре сплава АК7ч в исходном литом состоянии уже при 200 циклах нагрева и охлаждения наблюдаются широкие раз-