ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕТОДОВ ОХЛАЖДЕНИЯ НА СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИОННОЙ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ ЗАКАЛКЕ

Abstract

В статье представлены результаты исследования влияния воздушного и водяного методов охлаждения на структурно-механические характеристики поверхностного слоя конструкционной легированной стали 40Х после лазерной закалки. Эксперименты проводили на роботизированной установке FL-Clad-R-4 с использованием иттербиевого волоконного лазера при постоянной мощности 2000 Вт и скорости сканирования 10 мм/с.

Металлографический анализ и измерения микротвердости показали, что водяное охлаждение способствует формированию тонкоигольчатого мартенсита, обеспечивая достижение максимальной твердости поверхности (до 489 HV) при меньшей глубине упрочненного слоя (до 882 мкм). В то же время воздушное охлаждение, приводящее к образованию смешанной ферритно-перлитной структуры, демонстрирует меньшую твердость (около 401 HV), но большую глубину упрочнения (до 1249 мкм).

Установлена взаимосвязь между режимом охлаждения, фазовым составом и эксплуатационными свойствами упрочненного слоя. Определены рекомендации по выбору метода охлаждения в зависимости от условий эксплуатации деталей: водяное охлаждение — для повышения износостойкости, воздушное — для увеличения глубины упрочнения при циклических нагрузках.