Новости

Исследованы микроструктура поверхности и особенности моделирования физико-химических процессов при кислородной лазерной резке конструкционных сталей.

Дата публикации: 31/01/2011
Категория: Новости лазерных технологий
Версия для печати

Методами оптической и растровой электронной микроскопии с применением локального микрорентгеноспектрального анализа исследована структура поверхностных слоев конструкционных сталей в области лазерного реза.
Работа выполнена Н.Б.Пугачевой, С.В.Смирновым, Г.В.Ермолаевым, О.Б.Ковалевым, А.М.Оришичем в рамках интеграционного проекта ИМАШ УрО РАН – ИТПМ СО РАН. Показано, что при лазерной резке конструкционных сталей в приповерхностном слое области реза происходит нагрев материала до температуры аустенитной области и быстрое охлаждение, что вызывает изменение микроструктуры обрабатываемой стали.
С увеличением толщины образца увеличивается глубина зоны термического влияния, при этом микротвердость материала в этой зоне снижаются.
Оптимальной структурой ЗТВ после лазерной резки является сорбито-трооститная, плавно переходящая в ферритно-перлитную структуру основного металла. Максимальная микротвердость такой структуры не превышают 5 ГПа.
В низколегированной конструкционной стали 10ХСНД, более склонной к закалке по сравнению с малоуглеродистыми сталями (например, СтЗ), на поверхности реза формируется зона бесструктурного мартенсита толщиной от 20 до 70 мкм с микротвердостью 9 МПа, а в более глубоких (до 0,1 мм) слоях — мартенсит с микротвердостью 6,8 ГПа.
При кислородной лазерной резке конструкционной стали на ее поверхности формируется пленка более легкоплавкого, чем основной металл, вюстита FеО.
Образование вюстита приводит к снижению температуры начала интенсивной реакции и к растворению твердого металла в оксиде с образованием жидкой эвтектики. Появление эвтектики ускоряет реакцию и облегчает процесс газолазерной резки с использованием кислорода в качестве рабочего газа.

Источник: «Физика и химия обработки материалов», 2010, N 1, с.15-22, www.chem.msu.su

Статьи по теме:

страницы: 1