Поєднання лазерного ударного зміцнення з гідроструменевим, дробоструменевим та ультразвуковим ударним зміцненням для поліпшення характеристик поверхні неіржавкої сталі
Д. А. Лесик1, Х. Сояма2, Б. М. Мордюк3,1, О. Штаманн4, В. В. Джемелінський1
1Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
2Tohoku University, 6-6-01 Aoba, Aramaki, Aoba-ku, JP-980-8579 Sendai, Japan
3Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
4Otto von Guericke University, 2 Universitätsplatz, DE-39106 Magdeburg, Germany
Отримано: 22.10.2021. Завантажити: PDF
Метою даної роботи є порівняння впливу передових методів механічної поверхневої обробки на характеристики поверхні аустенітної неіржавкої сталі 08Х18Н10. Лазерне ударне зміцнення (LSP) у поєднанні з гідроструменевим зміцненням у воді (WjCP), дробоструменевим зміцненням у воді (WjSP) та ультразвуковим ударним зміцненням багатобойковим наконечником (UIP) застосовують для поліпшення якості поверхні і збільшення величин твердості, глибини зміцнення та залишкових напружень стискання у приповерхневих шарах. Лазерну ударну обробку здійснено за допомогою зануреної системи лазерного зміцнення з довжиною хвилі 1064 нм. Досліджували результати лазерного ударного зміцнення у поєднанні з іншими методами зміцнення у різних послідовностях (застосовували до або після нього). Експериментальні результати показали, що порівняно з комбінованими методами LSP + WjCP та LSP + WjSP, комбінований метод LSP + UIP призводить до меншої шорсткості поверхні (Ra∼ 0,15 мкм) та вищої поверхневої макротвердості (∼ 39,0 HRC5), що підтверджує нанорозмірну зеренну структуру з розміром зерен 15–100 нм, яка спостерігалася за допомогою рентґеноструктурного аналізу та трансмісійної електронної мікроскопії. Поверхнева макротвердість збільшується приблизно на 48, 68 та 80%, відповідно, після комбінованих методів WjCP + LSP, WjSP + LSP та UIP + LSP порівняно з вихідним зразком (22,1 HRC5). Усі комбіновані методи зміцнення призводять до збільшення значень залишкових напружень порівняно з одиничним процесом LSP, забезпечуючи глибину зміцнення приблизно 1 мм.
Ключові слова: неіржавка сталь 08Х18Н10, лазерне ударне зміцнення, гідроструменеве/дробоструменеве зміцнення у воді, ультразвукове ударне зміцнення, шорсткість, твердість, наноструктура.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i01/0079.html
PACS: 43.35.+d, 61.46.-w, 68.35.Ct, 68.35.Gy, 81.40.Lm, 81.65.-b