ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 3 2026 294 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ся темно-желтым цветом, этот слой однороден и простирается на глубину (50 ± 0,1) мкм. Отчетливо виден белый слой остаточного аустенита. Оптические микроснимки на рис. 4, а, б выявили наличие остаточного аустенита (светлые области) с реечным и пластинчатым мартенситом (темные области). Этот процесс хорошо описан в литературе по данной области. В образцах были обнаружены два типа остаточного аустенита – блочная и пленочная морфология. В ходе экспериментов установлено, что с увеличением содержания графита в порошковой смеси до 50 % были получены эвтектоидные и гиперэвтектические составы по углероду с большим количеством остаточного аустенита (рис. 5). Градиентное распределение значений микротвердости (рис. 6) является хорошим маркером содержания (распределения) углерода по поперечному сечению слоя. На поперечных шлифах цементированного слоя с помощью оптического микроскопа остаточный аустенит идентифицируется хорошо (рис. 4, 5, 7, 8). Содержание углерода в цементированном слое измеряли послойно (по глубине) для каждого состава порошковой смеси; результаты измерений приведены в табл. 2. С помощью рентгенодифракционного анализа, представленного на рис. 9, была определена объемная доля остаточного аустенита. Установлено, что исходная поверхность стали 20 не содержат остаточного аустенита при комнатной температуре (рис. 9, а). После проведения лазерной поверхностной цементации с покрытием 50 % графита обнаружены пики аустенита (рис. 9, б). Для дальнейшего количе- а б в Рис. 5. Упрочненный слой в металле после оплавления порошковой смеси в поперечном сечении: а, б – 25 % графита; в – 50 % графита Fig. 5. Hardened layer in the metal after melting of the powder mixture in cross section: а, б – optical metallography, 25% graphite; в – optical metallography, 50% graphite ственного определения доли остаточного аустенита образцы, обработанные при скорости 3 мм/с и мощности лазерного излучения 1 кВТ с 50%-м содержанием графита, после обработки были отшлифованы и исследованы профили рентгеновской дифракции, соответствующие глубинам науглероживания 20, 60, 120, 190, 280 и 500 мкм, как показано в табл. 3. Все полученные дифрактограммы имели одинаковое распределение пиков по глубине цементированного слоя (как на рис. 9, б), отличались только ширина и высота пиков. Были обнаружены пики закаленного мартенсита и остаточного аустенита. Проанализированы дифракционные пики для γ, а именно (200), (220) и (311), а также пики для α (200) и (211). На глубинах от 60 до 280 мкм зафиксировано максимальное количество остаточного аустенита в диапазоне от 11 до 21 %. Участки поверхностного слоя после лазерной цементации, исследованные методом рентгеновской дифракции, были параллельно изучены с помощью оптической микроскопии (табл. 4). Оценка проводилась на основе изображений в оттенках серого для получения процентного содержания остаточного аустенита на единицу площади. Предполагая случайное распределение зерен и изотропный рост зерен, процентное содержание на единицу площади было принято равным объемному проценту. На рис. 8, а–в, демонстрирующих репрезентативную микроструктуру всех образцов, подтверждено присутствие мартенсита и остаточного аустенита в каждом образце. Кроме того, на рис. 8 показаны репрезентативные изображения образца в цвете, полученные с помощью оптической
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1