автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Комбинированное ударно-волновое и термическое лазерное упрочнение сталей

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

УДК 669.14.018; 621.373.826

Русин Евгений Евгеньевич

КОМБИНИРОВАННОЕ УДА ШО-ВОЛНОВОЕ И ТЕРМИЧЕСКОЕ ЛАЗЕРНОЕ УПРОЧНЕНИЕ СТАЛЕЙ

05.16.01 - металловедение и термическая обработка металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Л

.-./У /

//и'* !

Нижний Новгород - 1994

Работа выполнена в Институте машиноведения им. А. А. Бдагонраво-ва РАН (Нижегородский филиал)

Научный руководитель - к. ф. -м. н. Кикин П. Ю.

Официальные олпоненты:

доктор технических наук, профессор Куров JLE. кандидат технических наук Гаврилов Г. а

Веду идя организация - ЩБОЯШ "Прометей"

Завдта диссертации состоится "29» Июня 1994 г. в /О ч. на заседании специализированного совета К06& 85.05 при Нижегородском техническом университете по адресу: 603600 Е Новгород, ул. Минина, 24, ауд. 1258 ,корп. 1 .

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Нижегородского технического университета

Автореферат разослан "¿>" мая 1994 г.

Ученый секретарь

специализированного совета

кандидат технических наук, у"

доцент • V ^ 'у' у "в. А. Васильев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современное производство, в частности машиностроение, нуждается в деталях и изделиях с повышенными эксплуатационными характеристиками. Изготовление таких изделий традиционными методами зачастую вызывает значительные трудности. В этой связи особую актуальность приобретает разработка новых методов упрочняющих технологий, важное место среди которых занимает лазерная термообработка. В настоящее время она находит применение в промышленности для повышения стойкости металлорежущего инструмента, технологической оснастки и для упрочнения поверхностей деталей и узлов, подвергающихся значительному износу. Совершенствование технологии лагерного термоупрочнения.является одной из важнейших задач машиностроения. Определенные перспективы улучшения параметров и технико-экономических показателей лазерной обработки открываются при использовании комбинации лазерного облучения с воздействием импульса энергии другой физической природы. Актуальность развития данного направления определяется прежде всего необходимостью получения на поверхности деталей структур, обеспечивающих высокие значения прочности и износостойкости, превышающие аналогичные показатели лазерной термообработки. До настоящего времени накоплен опре-целенный опыт комбинаций подобного рода: сочетание лазерного термического воздействия с поверхностным пластическим деформировани-;м, электроискровым легированием, ультразвуковым воздействием и зр. Но, несмотря на определенные преимущества перед традиционной 1азерной термообработкой, большинство из указанных технологий не !ашли широкого применения в промышленности, что связано со слож-юстыо технологических циклов, использованием довольно сложного и юрогостоящего оборудования и малой гибкостью в управлении пара-ктрами воздействия на поверхность обрабатываемой детали. Поэтому ;есьма интересным и важным с практической точки зрения является сиск ксгж «гтсдсг ксмСлнйроБанкого упрочнения материалов, ссмс-;анных на сочетании лазерного термоупрочнения и других видов обра-ютки. Одним из наиболее перспективных, ранее не рассматривавшихся 1етодов обработки, является сочетание лазерной термической обра-отки с ударно-волновым воздействием, что и составляет предмет астояшей работы. '

Дель работы.

1. Разработка и создание комплекса экспериментальных методов, шюч&'ацих средства нагружсння и регистрации для проведения иссле-

3

дований по ударно-волновой обработке сталей в диапазоне давлений от 0.1 до 6. 0 ГЛа л длительности импульса воздействия от 0.1 до 1.0 мкс.

2. Разработка нового метода поверхностной обработки сталей, основанного на сочетании лазерного термического и лазерного ударно-волнового воздействий.

3. Изучение изменений структуры сталей пол действием комбинированного лазерного термического и лазерного ударно-волнового воздействия.

4. Экспериментальное изучение влияния комбинированной лазер-но-ударно-волновой обработки на износостойкость и механические свойства сталей.

5. Создание промышленной технологии лазерной комбинированной обработки с использовауием ударно-волнового и термического воздействий.

Методы исследования. Исследование процессов комбинированной обработки проводилось на образцах, изготовленных из сталей 20, 45 и У8. Термоупрочнение сталей проводилось излучением YAG: Нс13\дазера работавшего в режиме свободной генерации. Параметры облучения: плотность потока энергии - 3.5 • 104 ßr/см2; длительность импульса излучения 5 мс. Ударно-волновая обработка исследуемых сталей проводилась как с использованием газовой пушки • (диапазон давлений 0.5-6.0 ГПа, длительность импульса 1 мкс), так и излучением лазере на рубине, работавшего ь режиме модулированной добротности (диапазон давлений .0.1-1.0 ГПа, длительность импульса 0.1 мкс). Металлографические исследования проводились . на оптическом микроскоп« МИМ-8Ц, распределение микротвердости по глубине упрочненного ело! определялось на приборе ПМТ-3. Рентгеновский фазовый анализ выполнен на установке ДРОН-ЗМ. Электронно-микроскопические исследовани; проведены на комплексе CAMîBAX. Износостойкость упрочненных поверхностей сталей исследовалась на машине абразивного изнашивани: по схеме Еринелля-Хаворта. Определение механических xâpâKïêpKGïii исследуемых сталей в условиях статического нагружения проводилос на установке ИМАШ-20-78. Определение механических характернее сталей в условиях высокоскоростного деформирования проводилось н епецналиеированноЯ установке с использованием составных стержне Гопкинссна [13.

Научнал новизна.

- впервые разработан новый метод поверхностной обработки сте основанный на сочетании лазерного термического и лазерног

ударно-волнового воздействий.

- исследована структура сталей после лагерного ударнс-волно вого и лазерного термического воздействия в следующих сочетаниях: лагерное ударно-волновое воздействие и последующая лагерная термообработка; лазерная термообработка и последующее лазерное ударно-волновое воздействие; лазерное ударно-волновое воздействие, лазерная термообработка и, вновь, лазерное ударно-волновое воздействие.

- впервые зарегистрирован факт распада остаточного аустенита в структуре закаленной лазером стали под действием коротких интенсивных импульсов давления, возбуждаемых лазерным моноимпульсным излучением.

- изучена абразивная износостойкость и механические свойства сталей, прошедших комбинированную лазерную ударно-волновую'и термическую обработку в различных сочетаниях.

Практическая ценность. Разработана промышленная технология комбинированного лазерно-ударно-волнового упрочнения сталей. Применение технологии комбинированного упрочнения позволяет повысить износостойкость сталей в 1. 5 - 2 раза по сравнению с традиционной лазерной термообработкой.

Реализация результатов работы. Технология передана в отраслевой научно-исследовательский, проектный и внедренческий центр "Ритм". Экономическая эффективность от внедрения технологии комбинированного лазерно-ударно-волнового упрочнения на ряде предприятий составила 50.0 тыс. рус (в ценах 1900 г.) за счет повышения стойкости вырубных штампов. Кроме того на НП0"Зенит" серийно производится новый многофункциональный технологический лазер ЛГИ-220 с неоднородным амплитудно-временным профилем излучения, при разра-5отке которого использовались результаты данного исследования (лазер ЛТИ-220 разработан КП0"зенит", Нижегородским филиалом ИМАШ РАН и ПО"Корунд").

Основные положения, представляемые к защите:

- Метод комбинированного лазерно-ударно-волнового упрочнения углеродистых сталей.

- Комплекс, экспериментальных методов, включаюгих средства яагружения и регистрации для проведения исследований комбинированного лазерно- ударно-волнового упрочнения углеродистых сталей.

- Исследование изменений структуры углеродиста сталей после комбинированного лазерного ударно-волнового и лагерного термического воздействий.

- Исследование влияния комбинированной лазе-рно-ударно-волновой обработки на износостойкость и механические свойства углеродистых сталей.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены я обсуждены на 111 Всесоюзном семинаре "Оптикогеометрические методы исследований деформаций и напряжений" г. Днепропетровск,1978 г. , на V Всесоюзном съезде по прикладной и теоретической механике г. Алма-Ата, 1981 г., на Всесоюзной научно-технической конференции "Современные проблемы триботехники" г.Николаев, 1988 г., на ЗП Всесоюзной-конференции "Взаимодействие излучения, плазменных ;: электронных потоков с веществом" г. Сухуми4 1988 г., на Всесоюзно? конференции "Применение физико-химических методов обработки материалов в машино- и приборостроении" г. Киев, 1988 г., на Всесоюзно* семинаре "Применение дазероЕ в науке и технике" г. Тольятти, ' 19SS г., на XI Всесоюзной конференций по физике прочности и пластичности металлов и сплавов г. Куйбышев, 1989 г. , на XIII Всесоюзно? конференции "Структура и прочность материалов в широком диапазоне температур" г.Каунас, 1989 г., на 311 Всесоюзной конференции "Применение лазеров в народном хозяйстве" г. Шатура, 1989 г., на Международной конференции "Сварные конструкции" г. Киев, 1990 г., не Всесоюзной конференции "Применение лазеров в технологии и системах передачи и обработки информации" г. Киев, 1991 г. , на Всесоюзно* научно-технической конференции "Износостойкость машин" г. Брянск, 1991., на XIII Международной конференции по физике прочности i пластичности металлов и сплавов г. Самара, 1992 г. и ряде друг;» Всесоюзных конференциях и семинарах. '

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в десят> статьях.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 157 страницах, состоит из введения, пяти глав, заключения i приложения, содержащего акт об использовании результатов работы i рекламный проспект лазера ЛТИ-220. Содержит 36 рисунков, 8 таблиц, список литературы из 125 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении показана актуальность выбранной темы, сформулированы цели работы, излагается краткое содержание работы и приведен! в&щшвземые положения.

В перлой главе представлен обзор работ теоретического i экспериментального характера, имеющих отношение к методам лазерно) £

■бработки материалов. Рассмотрены работы связанные с технологией радиционной лагерной термообработки и работы в которых исследова-;ось влияние лазерного термоупрочнения на износостойкость и меха-ические свойства сталей. Проанализированы работы по комбинирован-:ым методам упрочнения материалов с. применением лагерного воз-.ействия. Кроме того, рассмотрены результаты исследований, в кото-:ых изучались режимы возбуждения и параметры ударных волн, возбуж-;аемых лазерным моноимпульсным излучением, и работы в которых ассмотрены особенности строения структуры металлов после удар-:о-волкового воздействия. Формулируются положения на основании ко-срых выбрано сочетание ударно-волнового и лазерного термического ■оздействия.

Вторая глава посвящена подтверждению эффективности сочетания ■дарно-волнового воздействия с лазерным термическим воздействием и рассмотрению влияния параметров ударно-еолнобого ' воздействия на :арактеристики последующего лазерного термического воздействия, акж выбору метода ударно-волнового воздействия для создания тех-галогии. Приводятся результаты исследований, лазерного термоупроч-¡ения сталей, прошедших предварительную ударно-волновую обработку. гдарно-волновая обработка исследуемых сталей проводилась с исполь-юванием газовой пушки и лазерного моноимпульсного излучения. В ¡лучае использования газовой пушки удар метаемой пластиной-ударни-юм производился не непосредственно по образцу, а через пластик-экран. При этом предполагается; что ударные адиабаты материалов гдарника и экрана известны. Кроме того, заранее определялась на-[альная плотность исследуемого материала. Тогда состояние исследу-мых сталей на фронте волны сжатия определяется по известным соот-юшениям Рэнкина-Гюгонио. В процессе испытания регистрировались (ве величины: скорость соударения ударника и экрана (магнитозлект-жческим измерителем скорости) и скорость распространения фронта юлны сжатия в материале образца, которая регистрировалась с по-ющью диалект; ических датчиков давления.

Для реализации этой методики была спроектирована и изготовле-1а опытная установка - газовая пушка калибром 20 мм [33. Разгон ■•дзрников производился с помощью сжатого воздуха Основные пара-«етры пушки: объем камеры высокого давления -6л., рабочее давле-ше - до 25 МПа, диапазон скоростей метания при массе снаряда до 50 г при использовании в качестве рабочего газа сгсзтого воздуха -50-500 м/с.

Далее приводится описание установки и измерительно-регистри-

рующего комплекса для измерения кинематических параметров, нагруже-ния. Приводятся методика и результаты вычисления давлений, которые в экспериментах находились в пределах от 0. 5 до 6.0 ГПа.

Для возбуждения ударных волн на поверхности исследуемых сталей в работе использовался также лазер на рубине, работавший в режиме модулированной добротности (параметры излучения: энергия импульса излучения - до 1. 5 Дж, длительность импульса - 30 не).

Рассмотрены различные методы и средства регистрации лазер-но-индуцированных ударных волн и обсудцены технические аспекть применения того или иного метода Б работе было отдано предпочтение использованию для этой цели лазерного интерферометра Май-кельсона [21. что связано с особенностями возбуждения и мальм-размерами зоны взаимодействия лазерного излучения с материалом. Приводится методика измерения параметров лазерно-индуцированню ударных волн и.схема экспериментальной установки, основу которо; составлял лазерный интерферометр Майкельсона В качестве источника когерентного излучения в интерферометре был применен одномодовь^ гелий-неоновый лазер ЛГ-38, в качестве фотоприемника лагерный фотодиод ЛФД-2-А с граничной частотой 1 ГГц. Дается теория прибора \ методика дешифровки интерферограмм. Представлен экспериментальнс полученный профиль ударной волны (давление - 1 ГПа, длительност* 0.1 икс), возбуждаемой на поверхности стального образца лазерные моноимпульсом с параметрами: энергия в импульсе - 1.5 Дж, длительность - 30 не. В ходе экспериментальных исследований получены зависимости давления на фронте ударной волны от -энергии импульса излучения лазера и от проходимого волной расстояния. Используя полученные значения давления и длительности фронта ударной волны вычислены значения деформации стального образца в зоне воздействия лагерного моноимпульса и значение скорости деформации, ' которые составили £ -0.5%, £ -10*1/с.

. Металлографические исследования, проведенные после ударно-волновой обработки сталей с применением газовой пушки, показали, что при амплитудах давлений меньших 1.0 ГПа в структуре 'стале{ не происходит заметных изменений я, соответственно, заметного увеличения твердости, фи больших амплитудах характер микроструктур! резко меняется - появляются признаки скольжения и интенсивное двойиикования. Микротвердость всех исследуемых сталей растет линейно с увеличением давления. В случае обработки сталей ударным; Болнами, возбуждаемыми лагерными моноимпудьсами, изменения структуры носят .менее выраженный характер.

Для исследования влияния предварительной ударно-волновой обработки сталей на параметры лазерной закалки, образцы с различной степе::;^ несовершенства структуры, которая в данном случае определялась прежде всего амплитудой к длительностью ударной волны, облучались лагерными импульсами YAG: Nd** лазера, работавшего в режи-свободной генерации. Парамтры облучения: плотность потока энергии - S. 5» 10*Вт/см*, длительность импульса - 5 мс. Металлографическое иссл»яовакйе упрочненных зон показало, что в результата г ¿м£::ккрсвакнсго воздействия значительно возрастает твердость стали з зон- термического влияния. Характеристики закаленного слоя eeüfe:-.TH'j сильно отличаются от случая обычного лазерного упрочнения ..'к амплитудах ударной волны Р--1.0 ГПа. По сравнению с лазерным ■упрочнением без предварительной ударно-волновой обработки микрот-вердсстъ исследуемых сталей возрастает на 10 - 25%.. Одновременно наблюдается и увеличение глубины закаленного слоя [4,5]., Приводится объяснение наблюдаемых эффектов. Отмечено, что в случае, когда ударно-волновая обработка проводилась с использованием лазерного моноимпульсного излучения, эффект после лазерного термоупрочнения несколько ниже, что, вероятно, связано с меньшим временем механического воздействия (0.1 мкс и 1. О мкс для случая использования газовой лужи). Проведенные исследования показали, что не смотря на то, что степень изменения структуры сталей, зависящая от величины давления и длительности импульса воздействия, при лазерном моноимпульсном воздействии ниже, комбинированный лазерно-удар-но-золнсвой метод поверхностного упрочнения сталей можно реализовать чисто лазерными средствами. При этом следует отметить важный технологический фактор, заключающийся в том, что при ударно-волновой обработке лазерным моноимпульсным излучением сохраняется важное преимущество лазерной термообработки, которое заключается в модификации только поверхностных слоев (0.1-0.2 мм) с сохранением пластических свойств основного 'материала изделия.

3 третьей главе представлены результаты исследований по созданию технологии комбинированного упрочнения, основанного на сочетании ударно-волнового импульса, инициируемого лазерным моноимпульсным излучением и лазерного термического импульса В работе приводится описание опытной лазерной установки для комбинированной обработки материалов. Основу установки составляли импульсный YAG: Nd** лазер. лазер на рубине и блок синхронизированного управления. Приводится описание конструкции применявшихся лазеров и

пр-де?: 1Рлекя ochoi нь1- парамтры излучения импульсного YAG: Nd^*" лад

зера и лазера ка рубине. Елок синхронизированного управления позволял включать оба лазера в различной последовательности, что обеспечивало реализацию различных сочетаний термического и ударно-волнового воздействий. На рис. 1 графически показаны возможные режимы работы установки.

режим "А"

режим "В"

режим "С"

Рис. 1. Возможные режимы работы опытной лазерной установки для комбинированной лазерно-ударно-волновой обработки сталей

Режим "А": работает только лазер на рубине в режиме модулированной добротности, что обеспечивает ударно-волновую обработку поверхности образца.

Режим "В": работает YAG: Nd** лазер в режиме свободной генерации для поверхностного термоупрочнения.

Режим "С": вначале работает лазер на рубине в режиме модулированной добротности (предварительная ударно-волновал обработка), затем импульсный YAG:Ndlv лазер в режиме свободной генерации (последующее термоупрочнение).

Режим "Д": вначале работает YAG: Ndлазер в режиме свободной генерации (термоупрочнение), затем лазер на рубине в режиме модулированной добротности (ударно-волновая обработка с целью изменения фазового состава закаленного слоя).

Режим "Е": вначале работает.лазер на рубине в режиме модулированной добротности (предварительная ударно-волновая обработка), затем YAG: Nd'5'*' лазер в режиме свободной генерации (термоупрочнение) и вновь лазер на рубине в режиме модулированной добротности (ударно-волновая обработка для изменения фазового состава закаленного слоя).

"С", "Д" и "Е" - режимы комбинированной лазерной -термической и ударно-волновой обработки.

Лазерная закалка углеродистых сталей на максимальную твердость в структурном отношении проявляется в образовании комплексной структуры, включающей в себя мелкодисперсный мартенсит, остаточный аустенит (ОА) и другие фазовые составляющие. Наименее стабильной фазой является ОА, концентрация которого зависит кчк гл начаяьного фазово-структурного состояния и химического состава гтали, так и от кинетики термического ютаа лазерного воздействия. Известно два способа разрушения ОА: термический и деформационный.

Поскольку воздействие лазерно-индуцированных ударных волн на зоЕерхность стали характеризуется высокой скоростью деформации ; л. iov 1/с) было сделано предположение, что воздействие лазер-ю-индуцированных ударных волн на структуру закаленной лазером ".тали может привести к снижению содержания ОА. Для проверки данного предположения был проведен эксперимент на образцах из стали У8. •начале образцы подвергли традиционной лазерной поверхностной термообработке. Рентгеновский фазовый анализ упрочненной зо:?ы за->егистрировал образование заметного количества ОА - 28 Z. Далее упрочненная область облучалась серией лазерных импульсов модулиро-(анной добротности, которые служит? источником возбуждения коротких импульсов давления амплитудой 0.1 ГПа Анализ той же упрочнений зоны, ко после воздействия импульсов модулированной доброт-ости дехекстрируе? резкое уменьшение количества У - Fe до сначг.--ий порядка 12-15 X. Это ягляотол свидетельством эффективного ра?;-усен;".! ОА под пейсгвиен /.-»с.^ркгпг ;;мпу,*:*С0Ь ммг-чкигеглной добро?-

нссти [8]. Таким образом обнаружено, что облучение стал;'; предварительно закаленной на максимальную твердость серией импульсов модулированной добротности приводит к заметному изменению фазовогс состава сплава, проявляющемуся в эффективном распаде ОА.

Далее в работе исследовались . количественны законсмеэност! распада ОА в структуре закаленной лазером стали под д^йст^ем сла-ударных волн, инициируемых Лагерным излучением ш. Проводи-л~~ь исследование относительного уменьшения концентрации ОА е за-Епсимасги от амплитуды ударной волны и от количества лагерных кг. пуль :ов с фиксированными параметрами. Исследовали; проводилась ¡5: обраьцзх иг сталей 45 и У8. Поверхностную лазерную закалку арс^ дили излучением УА& лагера, работавшего в режиме свободно генерации (параметры облучения: плотность потока энергии 3. 5*10 Ел/см", длительность импульса 5 мс). Рентгеновский фазовый акали упрочненных зон показал, что количество ОА в структуре &едй«денно стали составило: для стали 45 восемь процентов, для стали У8 двад цать восемь процентов. Далее на закаленные образцы воздействовал интенсивными импульсами давления, которые возбуждались моноим пульсами излучения лазера на рубине. Управление амплитудой ударно волны осуществлялось изменением энергии излучения лазерного монс импульса. Амплитуда импульсов сжатия на поверхности образцов пе растраивалась в диапазоне от 0.1 до 1 ГПа.

Зависимость изменения содержания ОА от, количества импульсс облучения получали для фиксированного значения энергии импульс получения £-1 Дж, что соответствовало значению амплитуды импульс сжатия ка поверхности образца Р-0.65 ГПа. Б эксперимента:': чксл импульсов давления изменялось от 5 до 25, после чего с обработа} них поверхностей образцов снимались дифрактограммы, по котор; рассчитывали количество ОА. Результаты измерений показали, что увеличением числа импульсов давления, воздействующих ка структу] закаленной стали, количество ОА убывает по линейному закону. Э' свидетельствует (для данного диапазона амплитуд импульсов давл! кил! накопительном характере процесса распада'СА.

Для изучения закономерности изменения количества ОА в завис мости от энергии излучения моноимпульсов лазера на русине, предв рителыю закаленные образцы.-исследуемых сталей подвергались во действию импульсов сжатия, величина амплитуды которых изменялас: пределах от 0.52 до 0.8 ГПа, чт.о соответствовало изменению энерг и^ульса излучений от 0.2 до 1.2 Дг_ После чего при каждом знач кии энергии с образцов снимались дифрактограммы и рассчит^-лс

количество аустенитной. и мартенситной фаз. Исследования показали, что заметные изменения в содержании ОА происходят при превышении энергии излучения и, соответственно, амплитуды импульса сжатия над определенным пороговым значением (для стали У8). Для стал)! 45 пороговых изменений не наблюдалось: зависимость количества ОА от энергии излучения имеет линейный характер.

Далее в работе проводилось исследование .влияния различных режимов комбинированной лазерной обработки на структуру поверхностных слоев стали У8. Электронно-микроскопическое исследование показало, что в исходном состоянии сталь У8 имеет хорошо отполигонизо-ванную, довольно совершенную перлитную структуру. Плотность в малоугловых -границах Дислокаций мала: р-10 см . Доля феррита составляет менее 5%. Цементитные прослойки имеют преимущественно пластинчатую, а также округлую и ленточную форму.

Лазерная обработка по режиму "А" (воздействие импульса сжатия на поверхность образца)" не влечет качественных изменений в структуре стали УЗ. Сталь в данном случае характеризуется теми же основными признаками, что и исходное состояние. Отличительной особенностью структуры от исходного состояния несколько повыленнач плотность индивидуальных дислокаций: $>-10э см'2". Последние формирует' в структуре стали некое подобие ячеистой структуры.

После лазерной обработки по режиму "В" (лазерная закалка) структура стали претерпевает радикальные изменения. В этом состоянии она представляет собой смесь сильно разориентировакиого !.йлко-цисперсного реечного и равноосного мартенсита Частицы цементита, гсак правило, не обнаруживаются. Плотность дислокаций очень высока: ?-1041 см"г.

После комбинированной лазерной обработки по режиму "С" (предварительная ударно-волновая обработка и последующее термоупрочнение) сталь имеет структуру дисперсного реечного мартенсита, ■ блпз-:ую к той, которая была у стали после обработки по- режиму. "В". Ътотность дислокаций также высока, как и в случае "В" и равна: р-10* см"2-.

После комбинированной лазерной обработки по режиму "Д" мате-:-иал имеет структуру дисперсного реечного мартенсита. Плотность дислокаций приблизительно такая же, как и в предыдущем состоянии: 5- 10« см"2. К отличительной особенности этого состояния следует угнести наличие в структуре очень тонких двойниковых пластин. Тол-аина двойников колеблется в пределах 5-30 км.

После т«зи!;ироваикой лазерной обработки по рехиму "В" сталь

п

У8 имеет структуру дисперсного реечного 'мартенсита.' Плотность дислокаций составляет: р-10^ см~г. Структура в целом напоминает уже изученную в состоянии "Л", где также обнаруживаются микроу-::астки с признаками двойников деформации. Толщина двойниковых прослоек очень мала: - 10 нм.

Проведенные исследования показали, что лазерная обработка по режимам "Е", "С", "Д", "Е" радикально изменяет структуру стали в слое толаиной 120 - 200 мкм: от яолигонизованной перлитной структуры к мелкодисперсному мартенситу закалки. При этом плотность дислокаций увеличивается на три порядка РаетЕорение частиц цементита в приповерхностных слоях под действием излучения лазера приводит к значительному возрастанию прочностных характеристик. Наиболее существенно упрочняют сталь в поверхностном слое толщиной 120 - 200 мкм все использовавшиеся режимы обработки, за исключением режима "А". Микротвердость в зоне обработки в 3 - 4 раза выше микрогвердостй исходного материале!. Область перехода от упрочненного металла к исходному довольно узка и составляет 30 - 50 мкм.

В четвертой главе приведены результаты исследований влияния различных режимов комбинированной лазерной обработки на износостойкость и механические свойства исследуемых сталей при статических и динамических испытаниях.

Испытания на абразивное изнашивание образцов, прошедаих обработку разными комбинациями ударно-волнового и термического лазерного воздействия, проводились по методике Ериннеля-Хаворта. В зону трения подавался кварцевый песок с фракцией 0. 2-0. 3 мм. Вытирание ьракшдамся резиновым диском лунки на плоском образце проходилс при постоянных нагрузке и скорости. Зависимость потери массы образца от времени испытания носит линейный характер для всех видо! обработки.

Проведенные исследования показали, что максимальное увеличение абразивной износбстойкости наблюдается при комбинации, коте лазерная ударно-волновая обработка применяется дважды: до и поел* лазерной закалки (режим "Е")С10]. На первом этапе ударно-'волнова* обработка приводит к насыщению поверхностного слоя металла дефектами структуры, что приводит к более эффективному фазовому переходу при лазерной закалке [?]. Далее, обработка лазерными ударным; юлками закаленной поверхности приводит к уменьшению содержан;:., еетаточного аустенита [8,9]. В результате такой обработки абразивная износостойкость стали У8 возрасла в два раза по сравнению с износостойкостью поверхности упрочненной по традиционной техноло-

гии лазерной.закалки (режим "£"). Кроме этого, в рассмотренных комбинациях, более эффективной является ударно-волновая обработка следующая после лазерной закалки (режим "Д"), чем ударно-волновая обработка перед лагерной й&калкой (режим "С"). Это говорит о том, что уменьшение концентрации остаточного аустенита в структуре закаленной стали, в условиях абразивного износа является более существенным фактором повышения износостойкости, чем образование мелкодисперсного мартенсита при закалке структуры насыщенной дефектами.

Далее в работе приведены результаты исследования изменения механических свойств сталей после комбинированной лазерной обработки. Статические испытания проводились на установке ИМАШ-20-78. В результате проведенных исследований установлено, что максимальное увеличение значений (Го,г и ^ наблюдалось у образцов, обработанных по режимам "С" и "Е", что связано с увеличением объемной доли упрочненного металла и высокими значениями микротвердости упрочненного слоя [ Ш. Для всех режимов обработки характерно резкое падение пластичности. Довольно низкие значения пластичности стали после обработки по режимам "В" и "С" связаны с возникновением на обработанной поверхности трещин, появляющихся в процессе растяжения. Воздействие ударного импульса после. лазерной закалки (режиу:: "Д",4 "Е") приводит к небольшому увеличению пластичности. Анализ характера разрушения образцов после всех реализованных режимов лазерной обработки показал, что поверхность разружния проходит по зонам лазерного отпуска, которые имеют пониженную микротвердость по сравнению с микротвердостью зон лазерной закалки.

Для изучения влияния комбинированной лазерной обработки на механические свойства сталей .при высокоскоростном деформировании в работе была использована методика исследования динамических свойств материалов с использованием составных стержней Гопкинсона [1]. Приводится теоретическое обоснование явлений, происходящих в системе: упругий стержень-образец-упругий стержень, и упрощенная схема испытаний. Рассматривается диаграмма распространения упругих волн при испытаниях на растяжение. Дается описание разработанной установки, в состав которой входят: нагружавшее устройство (газовая пушка), составные стерший*Гопкинсона с исследуемым образцом и измерительно-регистрирующий комплекс, ^мерение деформаций проводилось маяобазнымн тенаорезиеторамч К£бП1-3-100А, наклеенными на боковую поверхность стержней в контрольных сечениях. Регистрация сигналов о те-тюдатчиков проводилась осциллографом С9-8. Прчво-

13

днтся результаты исследования влияния комбинированной лазер-но-ударно-волновой обработки на механические свойства сталей 20 и 45 в условиях одноосного растяжения при скорости -деформации £ -1й00</с . Представлены впервые полученные динамические диаграммы д=формирования сталей после различных.режимов комбинированной лазерной обработки [6,113. Максимальное повышение ь и ^г наблюдается после обработки стали по режиму "Е", при котором объемное содержание упрочненного слоя наиболее высоко.

Пятая глава посвящена разработке технологии и внедрению процесса комбинированного лазерного ударно-волнового и термического упрочнения деталей штампбвой оснастки. Приведены технические характеристики установок, используемых в технологии упрочнения деталей штамповой оснастки. Далее следует материал по отработке технологического цикла упрочнения штамповой оснастки и приведены результаты заводских испытаний. Как показали проведенные испытания, штампов изготовленных из стали У8, комбинированная лазерно-удар-но-волновая обработка режущих поверхностей позволяет увеличить эксплуатационную стойкость в 3 - 4 раза В приложении представлен "Акт о внедрении" данной работы и рекламный проспект нового многофункционального технологического лазера.ЛТИ-220, при разработке которого использовались результаты данного исследования.

В заключении сформулированы .основные результаты, полученные в работе:

1. Создана экспериментально-методическая база на которой .определены технологические основы комбинированной лазерной обработки сталей, включающая в себя:

а) нагружающее устройство (газовая пушка'калибром 20 мм, которая позволяет разгонять ударники массой до 50 г в диапазоне скоростей 50-500 м/с при использовании в качестве рабочего газа воздуха) к комплекс синхронизирующей и регистрирующей аппаратуры.

б) лазер на рубине, для возбуждения ударных волн 'а также лазерный интерферометр Майкельсона для регистрации параметров лазер-но-индуцированных ударных волн.

2. Впервые создана лазерная установка, позволяющая реализовать комбинированную лазерную термическую и ударно-волновую обработку сталей.

3. Разработаны три варианта комбинированной обработки:

- лазерное ударно-волновое воздействие и последующая лазерная термообработка;

- лазерная термообработка и последующее лазерное ударно ьол-

1б

говсе воздействие;

- лагерное ударно-волновое воздействие, лазерная термсобра-5отка и вновь лазерное ударно-волновое воздействие.

4. Проведены исследования структуры сталей подвергнутых кем-Зкнированной лазерной обработке и изучены физические аспекты, влн-пошие на эффективность данной обработки. Показано, что. воздействие дарно-волнового импульса перед лагерной термообработкой приводит { насыщению структуры дефектами, в результате чего конечная струк-гура имеет вид дисперсного реечного мартенсита. Получено, что воз-зействие ударно-волнового импульса на структуру закаленной лазером :тали приводит к эффективному разрушению остаточного аустенита

5. Установлены зависимости абразивного изнашивания сталей тосле различных сочетаний ударно-волнового и термического воздействий. Показано, что наибольшая износостойкость исследуемых ¡талей наблюдается в случае когда тепловой импульс находится мегвду ■даумя ударно-волновыми. Абразивная износостойкость при этом возрастает в 1. 5-2 раза по сравнению с традиционной лагерной закал-; {ой. Показано, что уменьшение концентрации остаточного аустенита в структуре закаленной стали в условиях абразивного износа является Золее существенным Фактором повышения износостойкости, чем образо-зание мелкодисперсного мартенсита при закалке структуры наста?чсЯ дефектами.

6. Изучено влияние комбинированного лазерного-ударно-волнового упрочнения на механические свойства сталей при статическом и динамическом нагрудании. Показано, что повышение значений С^г. и С^ ¡вязано с образованием более глубокого и твердого упрочненного :лоя, чем после традиционной лазерной обработка!.

7. Разработана и внедрена' технология комбинированной лазерно-дофно-волновой обработки, позволяющая повысить стойкость деталей штампов в два раза по сравнению с традиционной лазерной закалкой.

8. На основе результатов, получение в диссертации, совместно Ь ПО "аенит" и ПО "Корунд" разработана и иершшо выпускается многофункциональная лагерная установка ЛТП- 220. '

• Список публикаций по "теме диссертации состоит более чем из гридцати"работ, основные из которых:

!. Врагов А. М. .Ломунов А. К. , РусинН. Е. Нетсдикл исследования дина-г.«!-чч:них свойств материалов с иепоакоганием составных с'^/^л-п-:-й Гоикрчсояа. // щ.<А.'.- :<ц прочности и пл^стич•

не: •■■:?. Статика и "•.¡чаапк г^оруируг.'ч.'Ч с.-'^т .Г-;е;.о:-''-. >г-л-.'■у;: . / Га -■<:. а 'Г-'а. .-мл.]*. *. ^

2. Братов А. Я , Ломунов А. К., Русин Е. Е. Применение интерферометра Ыайкельсона для исследования слабых ударных волн. // Материалы IV научк. конф. молодых ученых мех.-мат. ф-'та и НИИ механики ГТУ: Сборник / Горьк. ун-т. Горький. 1979. Ч. 1. С. 45-49. Деп. в • ВИНИТИ 20.08. 79. N2856-1979 Деп.

с. Газовая пуика для исследования процессов.высокоскоростного деформирования твердых тел. / А. М. Врагов, Е. А. Леонтьев, Е. Е. Русин ' и. др. // Прикладные проблемы прочности и пластичности. Статика и динамйка деформируемых систем: Всесоюзн. меж-ьуз. сб. / Горьк. ун-т. Горький. 1983. ' вып. 24. С. 150-155.

4. -Комбинированное лазерное и ударно-волновое упрочнение стали.

/II Ю. Кикин, А.И. Пчелин'цев, Е.Е. Русин' и др.// Технология и организация производства. 1939, N2, С. 26-29.

5. Структурная модификация стали ударно-волновым воздействием для повышения эффективности лазерной обработки. / ЕЮ. Кикин, А. И. Пчелинцев, Е.Е. Русин // ФиХОМ, 1989, N5, С. 140-142.

5. Влияние импульсной лазерной закалки на механические свойства конструкционных сталей при высокоскоростном деформировании / П. Ю. Кикин, А. А. Медведев, А. И. Пчелинцев, Е. Е. Русин // ФиХОМ. 1990. N6. С. 58-60.

7. Кикин П. Ю. , Пчелинцев A. И. , Русин Е. Е. Абразивное изнашивание сталей после комбинированной ударно-волновой и лазерной обработки. // Трение и износ. 1990. Т. И. N4. С. 656-659.

В. Лазерно-индуцированный- распад остаточного аустенита/А. А. Леев, П. XI Кикин, Е. Е. Русин и др. // Письма в ЖТФ. 1989. Т. 15, вып. 20, С.'68-71.

9. Закономерности распада остаточного аустенита под действием ударных волн, возбужденных лазерными импульсами. / П. Ki Кикин, А. И. Пчелинцев, Е. Е. Русин // МиТ.ОМ. 1992. N6. С. 20-21.

10. Кикин П.Ю., Пчелинцев А. И. , Русин Е. Е. Абразивное изнашивание сталей обработанных разными комбинациями ударно-волнового и -»грыческого лазерного^воздействия. // трение и ианиб.

т. г.::. па с. 524-527.

11. Кикин lift. Пчелицев А. И. , Русин Е. Е. Механические свойства с Tv Lin ЗОХГСА после комбинированной лазерной обработки.

••'• tof/OM. 1992. ¡<11. С. 35-36.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Методы поверхностной лазерной обработки.

1.2 Лазерное термоупрочнение.

1.3 Особенности строения металлов после нагружения ударными волнами.

1.4 Возбуждение волн напряжений в металлах при воздействии лазерных моноимпульсов.

1.5 Комбинированные методы упрочнения материалов с применением лазерного воздействия.

1. 6 Влияние лазерного термоупрочнения на износостойкость и механические свойства сталей.

Глава II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ И ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ

ПАРАМЕТРОВ УДАРНО-ВОЛНОВОГО ШПУЛЬСА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛАЗЕРНОЙ ЗАКАЛКИ

2.1 Экспериментальная установка для ударно-волновой обработки сталей.

2.2 Методика определения параметров ударно-волнового воздействия.

2.3 Методика измерения параметров ударных волн, возбужденных излучением лазера.

2.4 Исследование влияния предварительной ударно-волновой обработки сталей на параметры лазерной закалки.

2.5 Выводы ко второй главе.

Глава III. КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЕЙ,

ОСНОВАННЫЙ НА РАЗЛИЧНЫХ СОЧЕТАНИЯХ ЛАЗЕРНОГО ТЕРМИЧЕСКОГО И УДАРНО-ВОЛНОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЙ

3.1 Лазерная установка для комбинированной обработки материалов.

3.2 Фазовые превращения в структуре закаленной лазером стали под действием лазерно-индуцированных ударных волн.

3. 3 Влияние различных режимов комбинированной лазерной обработки на структуру поверхностных сдоев стали.

3.4 Выводы к главе III.

Глава IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ 4.1 Исследование абразивного изнашивания сталей, обработанных разными комбинациями ударно-волнового и термического лазерного воздействия.

4.2 Исследование влияния комбинированной лазерной обработки на механические свойства сталей при статическом нагружении.

4.3 Исследование влияния комбинированной лазерной обработки на механические свойства сталей при высокоскоростном деформировании.

4.4 Выводы к главе IV.

Глава V. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ВНЕДРЕНИЕ ПРОЦЕССА КОМБИНИРОВАННОГО ЛАЗЕРНО-УДАРНО-ВОЛНОВОГО УПРОЧНЕНИЯ ЖАМПОВОЙ ОСНАСТКИ 5.1 Описание установок и техпроцесса комбинированного лазерно-ударно-волнового упрочнения рабочих поверхностей деталей штампов.

5.2 Результаты испытаний.

5.3 Выводы к главе V.

Развитие современных отраслей промышленности ставит проблему повышения надежности и долговечности выпускаемых изделий. Переход к новым технологическим процессам, позволяющим повысить производительность труда, поднять эффективность использования ресурсов, снизить материалоемкость и энергоемкость производства, является важнейшей задачей машиностроения. Вместе с проблемой повышения качества металлических сплавов, изучением закономерностей трения и изнашивания не теряют своей актуальности вопросы, связанные с разработкой и совершенствованием технологий поверхностного упрочнения. Эффективным технологическим способом упрочнения поверхности деталей является кратковременное высокоэнергетическое воздействие на поверхность посредством излучения лазера, электронного пучка, шв8мы и т. п., что позволяет существенно изменять структуру, повышая эксплуатационные характеристики изделий. Основными особенностями таких способов воздействий являются высокоскоростной нагрев и большие скорости охлаждения, которые могут переводить сплав в метастабильное состояние. Среди довольно большого разнообразия методов поверхностного упрочнения значительная роль принадлежит лазерному упрочнению. Несмотря на значительные успехи, достигнутые в разработке теоретических основ процессов взаимодействия мощного электромагнитного излучения с материалами и на большие практические достижения в промышленных технологиях, лазерная обработка не является еще установившемся и законченным разделом теории и практики обработки материалов концентрированными потоками энергии.

До настоящего времени разработаны различные способы создания упрочненных поверхностных слоев с помощью излучения лазера: термоупрочнение вследствие фазовых превращений, происходящих при очень больших скоростях нагрева и последующем быстром охлаждении

63,89] ; лазерное плакирование, при котором излучение лазера расплавляет предварительно нанесенный на поверхность материал £713; лазерное легирование С4Й, в процессе которого расплавляются поверхностный слой металла и добавляемые легирующие элементы, что позволяет в локализованных объемах изменять химический состав и получать после охлаждения поверхностного слоя заданные свойства; ударное упрочнение С1203, создаваемое ударной волной, возникающей вследствие испарения верхних слоев металла при кратковременном воздействии на поверхность излучения лазера большой мощности.

Наибольшее распространение в промышленной технологии получила лазерная закалка, наиболее актуальными вопросами которой являются проблемы оптимизации и повышения эффективности режимов лазерного воздействия. Исследования последних лет наметили пути создания модели лагерной закалки сталей и позволили установить, что характер протекания процессов в гоне лазерного влияния зависит от таких параметров лазерного воздействия как энергия, размеры пучка, длительность воздействия, а также от исходной структуры упрочняемого материала.

Определенные перспективы улучшения параметров и технике-экономических показателей лазерной обработки открываются при использовании комбинации лазерного облучения с воздействием импульса энергии другой физической природы. Актуальность развития данного направления определяется прежде всего необходимостью получения на поверхности деталей структур, обеспечивающих высокие значения прочности и износостойкости, превышающие аналогичные показатели лазерной вакалки. К настоящему времени накоплен определенный опыт комбинаций подобного рода. В частности, в ряде исследований £9,59] рассматривалась возможность сочетания лазерного термического воздействия с поверхностным пластическим деформированием металла, что приводит к значительному снижению шероховатости поверхности, увеличению микротвердости и формированию в поверхностном слое напряжений сжатия. Изучалась также комбинация лазерной закалки с последующим воздействием ультразвука, в которой высокоскоростному деформированию подвергается мартенсит, образующийся после лазерного термоупрочнения. Проведенные исследования [93,94] показали, что под действием ультразвука происходит дробление игл мартенсита, повышение плотности дислокаций, снижение содержания остаточного аустенита, что обеспечивает повышение прочностных и пластических характеристик слоя. Рассматривались также сочетания лазерного термического воздействия с электроискровым легированием, плазменным напылением и электроэрозионной обработкой С1073 . Необходимо отметить, что все рассмотренные варианты комбинированной обработки материалов, несмотря на определенные преимущества перед лазерной закалкой, которые выражаются в основном в улучшении характеристик поверхностного слоя, обладают рядом недостатков и нуждаются в дальнейшем развитии и совершенствовании. В частности, совмещение лазерного термического воздействия с поверхностным пластическим деформированием затруднено при обработке деталей со сложной геометрией и малыми размерами. Ряд комбинаций при практической реализации предполагает использование довольно сложного и дорогостоящего оборудования, что наряду с неоспоримой сложностью технологического цикла, затрудняет их применение на производстве. Это в полной мере относится к сочетаниям лазерного термического воздействия с плазменным напылением и электроискровым легированием. Кроме того, всем перечисленным комбинированным методам свойственна малая гибкость в управлении параметрами воздействия на поверхность обрабатываемой детали. Таким образом, несмотря на многочисленные исследования, остаются задачи, касающиеся технологического применения комбинированных методов и вопросы, связанные с воздействием лазерного излучения на материалы, которые еще далеки от окончательного решения.

Проведенный анализ работ по комбинированным методам обработки позволил предложить новый метод поверхностной обработки сталей, основанный на сочетании лазерного термического и ударно-волнового воздействий. В поставленную задачу исследования входило:

1- разработка и создание комплекса экспериментальных методов, включающих средства нагружения и регистрации для проведения исследований по ударно-волновой обработке сталей в диапазоне давлений от 0.1 до 6.0 ГПа и длительности импульса воздействия от 0.1 до 1.0 мкс.

2- разработка нового метода поверхностной обработки сталей, основанного на сочетании лазерного термического и ударно-волнового воздействий.

3- изучение изменений структуры сталей под действием комбинированного лазерного термического и ударно- волнового воздействия.

4- создание промышленной технологии лазерной комбинированной обработки с использованием термического и ударно-волнового воздействий.

Для реализации поставленной задачи было необходимо:

1- разработать методики определения параметров ударно-волнового воздействия.

2- разработать и создать лазерную установку для комбинированной обработки.

3- провести исследования влияния комбинированной обработки на износостойкость и механические свойства сталей.

Для выполнения работы использовались твердотельные импульсные лазеры на алюмоиттриевом гранате и рубине, применяемые в настоящее время в технологических процессах.

Данная работа состоит из введения, пяти глав и заключения. В первой главе представлен обзор работ теоретического и экспериментального характера, имеших отношение к методам лазерной обработки материалов. Рассмотрены работы связанные с технологией традиционной лазерной закалки и работы в которых исследовалось влияние лазерного термоупрочнения на износостойкость и механические свойства сталей. Проанализированы также работы по комбинированным методам упрочнения материалов с применением лазерного воздействия. Кроме того, рассмотрены результаты исследований в которых изучались режимы возбуждения и параметры ударных волн, возбуждаемых лазерным моноимпульсным излучением, и работы в которых рассмотрены особенности строения структуры металлов после нагружения ударными волнами.

Во второй главе приведены данные структуры сталей, обработанных ударно-волновым импульсом и термическим лазерным. Ударно-волновой импульс возбуждался с помощью специальной газовой пушки и лазерными импульсами модулированной добротности. Исследования проводились на образцах из сталей 20, 45 и У8. ¡приводится описание специально разработанного экспериментального комплекса для удар-но-волновой обработки материалов. Рассматривается методика определения параметров ударного нагружения. Приводится методика измерения параметров лазерно-индуцированных ударных волн с применением лазерного интерферометра Майкельсона. Обсуддаются результаты проведенных исследований.

В третьей главе представлены результаты исследований по созданию основ технологии комбинированного метода обработки сталей, основанного на сочетании лазерного термического и лазерного ударно-волнового воздействий. Представлена схема экспериментальной установки для комбинированной обработки сталей, основу которой составляли УА& N<3 лазер для термоупрочнения и лазер на рубине, работавший в режиме модулированной добротности, для ударно-волновой обработки. Рассматриваются варианты комбинированной обработки сталей: предварительная лазерная ударно-волновая обработка и последующая лазерная закалка; лазерная закалка и последующая лазерная ударно-волновая обработка; лазерная ударно-волновая обработка, лазерная закалка и, вновь, лазерная ударно-волновая обработка. Исследуется структура сталей после различного сочетания лазерного ударно-волнового и лазерного термического воздействий. Обсуждаются полученные результаты исследований.

В четвертой главе представлены результаты исследований износостойкости и механических свойств сталей, прошедших комбинированную лазерно-ударно-волновую обработку. Приведена схема исследования износостойкости и методика механических испытаний в условиях статического нагружения. При высокоскоростном деформировании была использована методика исследования динамических свойств материалов с использованием составных стержней Гопкинсона С133 . Приведено описание специально разработанной установки для определения механических свойств сталей в условиях высокоскоростного деформирования. Представлены результаты исследования и проанализированы полученные данные.

6 пятой главе даны практические рекомендации по промышленному применению комбинированной лазерно- ударно- волновой обработки режущих поверхностей штамповой оснастки, фиведены технологический процесс и режимы обработки деталей штампов. Приводится описание многофункционального технологического лазера ЛГИ-220. Приводятся результаты заводских испытаний штамповой оснастки. Экономический эффект от внедрения технологии лазерно-ударно-волновой обработки составил 50.0 тыс.рулей (в ценах 1990 г.). Кроме этого на основе результатов полученных в диссертации, совместно с ПО "Зенит" и ПО "Корунд" разработана и серийно выпускается многофункциональная лазерная установка ЛГИ-220.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы работы.

Основные положения, представляемые к защите:

1. Метод комбинированного лазерно-ударно-волнового упрочнения углеродистых сталей.

2. Комплекс экспериментальных методов, включающих средства нагружения и регистрации для проведения исследований комбинированного лазерно-ударно-волнового упрочнения углеродистых сталей.

3. Исследование изменений структуры углеродистых сталей после комбинированного лазерного ударно-волнового и лазерного термического воздействий.

4. Исследование влияния комбинированной лазерно-ударно-волновой обработки на износостойкость и механические свойства углеродистых сталей

ВЫВОДУ

1. Создана экспериментально-методическая база,на которой определены технологические основы комбинированной лазерной обработки сталей, включающая в себя: а) нагружающее устройство (газовая пушка калибром 20 мм, которая позволяет разгонять ударники массой до 50 г в диапазоне скоростей 50-500 м/с при использовании в качестве рабочего газа воздуха) и комплекс синхронизирующей и регистрирующей аппаратуры. б) лазер на рубине, для возбуждения ударных волн а также лазерный интерферометр Майкельсона для регистрации параметров лазерно- индуцированных ударных волн.

2. Впервые создана лазерная установка, позволяющая реализовать комбинированную лазерную термическую и ударно-волновую обработку сталей.

- 140

3. Разработаны три варианта комбинированной обработки:

- лазерное ударно-волновое воздействие и последующая лазерная термообработка;

- лазерная термообработка и последующее лазерное ударно-волновое воздействие;

- лазерное ударно-волновое воздействие, лазерная термообработка и вновь лазерное ударно-волновое воздействие.

4. Проведены исследования структуры сталей подвергнутых комбинированной лазерной обработке и изучены физические аспекты, влияющие на эффективность данной обработки. Показано, что воздействие ударно-волнового импульса перед лазерной термообработкой приводит к насыщению структуры дефектами, в результате чего конечная структура имеет вид дисперсного реечного мартенсита Получено, что воздействие ударно-волнового импульса на структуру закаленной лазером стали приводит к эффективному разрушению остаточного аустенита

5. Установлены зависимости абразивного изнашивания сталей после различных сочетаний ударно-волнового и термического воздействий. Показано, что наибольшая износостойкость исследуемых сталей наблюдается в случае,когда тепловой импульс находится между двумя ударно-волновыми. Абразивная износостойкость при этом возрастает в 1.5-2 раза по сравнению с традиционной лазерной закалкой. Показано, что уменьшение концентрации остаточного аустенита в структуре закаленной стали в условиях абразивного износа является более существенным фактором повышения износостойкости, чем образование мелкодисперсного мартенсита при закалке структуры насыщенной дефектами.

6. Изучено влияние комбинированного лазерного-ударно-волнового упрочнения на механические свойства сталей при статическом и динамическом наг рулении. Показано, что повышение значений и (Г^ связано с образованием более глубокого и твердого упрочненного

- 141 слоя, чем после традиционной лазерной обработки.

7. Разработана и внедрена технология комбинированной лазерно-ударно-волновой обработки, позволяющая повысить стойкость деталей штампов в два раза по сравнению с традиционной лазерной закалкой.

8. На основе результатов, полученных в диссертации, совместно с П0"3енит" и ПО"Корунд" разработана и серийно выпускается многофункциональная лазерная установка ЛГИ-220.

ЗАКЛЮЧЕНИИ.

На основании проведенных исследований можно сделать следующее заключение.

Комбинированная лазерно-ударно-волновая обработка сталей значительно превышает технологические параметры традиционной лазерной термической обработки. Следует отметить, что разработанная комбинированная обработка сохраняет все преимущества лазерной закалки: возможность обработки поверхности изделий сложной геометрической формы, высокая гибкость в управлении параметрами воздействия на поверхность обрабатываемой детали, а также модификация только поверхностных слоев с сохранением пластических свойств основного материала изделия.

Созданная экспериментально-методическая баэа позволила исследовать физические аспекты, влияющие на эффективность комбинированной лазерной ударно-волновой и термической лазерной обработки. При изучении данного вопроса был впервые зарегистрирован факт распада остаточного аустенита. в структуре закаленной стали под действием лазерных моноимпульсов. Проведенные исследования позволили выявить оптимальное сочетание ударно-волнового и термического импульса, когда эффективность обработки максимальна. Таким сочетанием является предварительное ударно-волновое воздействие, далее лазерная термическая обработка и вновь ударно-волновое воздействие. В этом случае на первой стадии обработки ударно-волновое воздействие приводит к насыщению структуры дефектами, повышая тем самым эффективность лазерной термообработки. Воздействие лазерных ударных волн на заключительной стадии процесса упрочнения приводит к уменьшению концентрации остаточного аустенита в структуре закаленной стали. Превращение остаточного аустенита вследствие ударно-волнового воз

- 139 действия в мартенсит деформации дополнительно повышает твердость поверхности сталей и тем самым повышает абразивную износостойкость и механические свойства изделий (в основном это относится к высокоуглеродистым сталям). В тоже время при обработке низкоуглеродистых сталей, в которых остаточного аустенита после лазерного термоупрочнения образуется очень мало, наиболее предпочтительным режимом является предварительное ударно-волновое воздействие и последующее лазерное термоупрочнение.

В результате эффективности разработанной в диссертации комбинированной обработки сталей (по сравнению с традиционной лазерной закалкой), технология комбинированного лазерно-ударно-волнового упрочнения освоена на ряде предприятий. С учетом высокой эффективности комбинированной обработки разработан промышленно выпускаемый многофункциональный лазер ЛГИ-220.

1. Абильсиитов Г. А., Голубев В. Г. Основные проблемы лазерной технологии и технологических лазеров: Препринт / НИПТЛ АН СССР. N11. М. . 1981.

2. Анализ зависимости глубины упрочненного слоя плотности энергиилазерного излучения /ДМ. Руреев, В. А. Кашулин, Б. Д. Николаев и др. // ФиХОМ. 1985. N2. С. 22-25.

3. Андрияхин В. Е , Майоров В. С., Якушин В. Е Расчет поверхностнойзакажи железоуглеродистых сплавов с помощью технологических 00^- лазеров непрерывного действия // Поверхность. Физика, химия, механика 1983. N3. С. 140-145.

4. Астапчик С. А., Бабушкин Е Б. , Ивашко В. С. Структурные и фазовыепревращения в сталях и сплавах при лазерной термической обработке. //МиТОМ, 1991, N2, С. 2-5.

5. Баллистические установки и их применение в экспериментальныхисследованиях. / под. ред. Златина Е А., Мишина Г. И., М.: Наука, 1974.

6. Бекренев А. Е , Константинов М. Е Рентгеновское определение количества остаточного аустенита в сталях. // Заводская лаборатория. 1984. Т. 50, N5. С. 42-44.

7. Белозеров В. В., Гуйва В. А., Махатилова А. И. Влияние комбиниро- 143 ванного упрочнения на структуру и свойства высокопрочного чугуна // МиТОМ. 1990. N4. С. 33-35.

8. Бертяев Б. И. , Заверстовская И. Н. , Игошин К И. Сравнительный анализ двух- и трехстадийных термических циклов при поверхностной лазерной закалке сталей // ФиХОМ. 1986. N3. С. 88-95.

9. Бондаренко А. И., Кондратьев А. И. Измерение дисперсии скорости и затухания упругих волн. // Акуст. журнал. 1981. Т27. N1. С. 51-55.

10. Веденов А. А., Гладуш Г. Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. М.: Энергоатомиздат, 1985.

11. Великих В. С., Картавцев В. С. , Романенко А. В. Влияние лазерной закалки на механические свойства стали 45 с различной предварительной термической обработкой. // ФиХОМ, 1984, N2, С. 12-17.

12. Влияние импульсной лазерной закалки на механические свойства конструкционных сталей при высокоскоростном деформировании /- 144

13. Л.йКикин, А. А. Медведев, А. И. Пчелинцев, Е. Е. Русин // ФиХОМ. 1990. N6. С. 58-60.

14. Влияние импульсной лазерной закалки на статическую и циклическую прочность сталей 45 и У8 / В. Ф. Терентьев, А. Г. Бовчар, R С. Великих и др. // ФаХОК 1985. N2. С. 45-47.

15. Влияние исходной структуры на упрочнение стали ШХ15 при обработке излучением СО^- лазера / А. Н. Сафонов, К М. Тарасенко, А. Ф. Басков и др. // МиТОМ. 1985. N4. С. 5-9.

16. Влияние лазерной закалки на механические свойства стали 45 / В. С. Великих, В. П. Гончаренко, А, Е Романенко, Е П. Квядас // ФиХОМ. 1983. N3. С. 21-23.

17. Влияние обработки непрерывным излучением лазера на износостойкость низкоуглеродистых сталей / A. Bl Макаров, Л. Г. Коршунов, Г. 31 Химич и др. // Трение и износ. 1987. Т. 8. N2. С. 293-301.

18. Гиппиус Е А., Данилейко Ю. К. , Пчелинцев А. И. Влияние теплоты твердофазных превращений на глубину лазерной закалки // Квантовая электроника. 1986. Т. 13. N12. С. 2549.

19. Глытенко А. Л , Любов R Я , Соболь Э. Н. Аустенизация и расчет толщины упрочненного слоя при лазерной обработке стали // Изв.- 145

20. АН СССР. Металлы. 1989. N3. С. 157-161.

21. Громов R И. , Калин А. А., Скоров Д. М. Исследование импульсных давлений при воздействии короткого лазерного импульса на металл. // Тез. докл. III Всес. симпоз. по импульсным давлениям. М. 1979. С. 95-96.

22. Гурвич Л. 0., Соболь Э. Е Влияние кинетики превращения, лимитируемого диффузией, на расчет толщины закаленного слоя при лазерной термообработке стали. // Изв. АН СССР. Металлы. 1984. N6. С. 154-159.

23. Гуреев Д. М., Золотаревский А. R , Зайкин А. Е. Структурные изменения в конструкционных сталях при лазерном воздействии // Фи-ХОМ. 1988. N5. С. 13-17.

24. Гуреев Д. М., Золотаревский А. В., Медников С. И. Термообработка быстрорежущих сталей источником непрерывного лазерного излучения различного профиля // ФиХОМ. 1986. N4. С. 23-26.

25. Деформационное искажение структуры меди слабой ударной волной, возбуждаемой при поглощении излучения ОКГ в кадмиевом экране. // И. М. Акимов, Е К. Голубев, С. А. Новиков и др. // ФиХОМ. 1985. N2. С. 46-50.

26. Дроздов KL Е Исследование возможности повышения износостойкости при поверхностном упрочнении непрерывным лазерным излучением. // Вестник машиностроения. 1986. N2. С. 18-20.

27. Дроздов Ю. Е , Усов С. Е Исследование применения комбинированных электротехнологических методов для повышения износостойкости деталей машин. // Вестник машиностроения. 1985. N10. С. 19-23.

28. Дроздов Ю. Е , Усов С. Е Особенности построения комбинированных электротехнологических процессов, повышающих прочность, износостойкость, коррозионностойкость, жаростойкость деталей машин. // Теплофизика технических процессов: Материалы VI- 146

29. Веесоюзн. конф. /Ташкент. 1984. С. 37-38.

30. Дубняков В Е Роль микроструктуры, полученной лазерной обработкой, в абразивной износостойкости легированных сталей // Трение и износ. 1988. Т. 9. N4. С. 653-660.

31. Дубняков В Е , Кащук 0. Л 5 Ковалев А. И. Структура и механические свойства облученной лазером стали 45 // МиТОМ. 1989. N7. С. 60-62.

32. Дубняков В Е , Ковалев А. И. , Кащук 0. Л. Роль мартенситного превращения в упрочнении стали при лазерной обработке и последующей деформации // МиТОМ. 1988. N9. С. 54-57.

33. Епишин И. Г. , Суслов В В , Янушкевич В А. Исследование ударной электропроводности сапфира и керамики 22ХС в режиме воздействия слабых ударных волн наносекундного диапазона. // Фи-ХОМ. 1989. N3. С. 45-48.

34. Епишин И. Г., Суслов В К , Янушкевич В. А., Определение адгезионной прочности пленочных структур изделий электронной техники лазерными ударными волнами. // ФиХОМ. 1988. N5. С. 80-84.

35. Жиряков Б. М., Обеснюк В Д. Влияние прозрачных покрытий на генерацию лазерноиндуцированных ударных волн в металлах. // ФиХОМ. 1984. N5. С. 29-33.

36. Закономерности распада остаточного аустенита под действием ударных волн, возбужденных лазерными импульсами. / ЕЮ. Кикин, А. И. Пчелинцев, Е. Е. Русин // МиТОМ. 1992. N6.0.20-21.

37. Зельдович Я. В , Кормер С. В Исследование оптических свойств прозрачных веществ при сверхвысоких давлениях. // Докл. АН СССР. 1961, Т. 138, N6, С. 1333.

38. Зельдович Я. Б., Райзер Ю. Е Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука. 1963.

39. Зинченко В М., Георгиевская Б. В , Оловянишников В А. Влияние остаточного аустенита на механические свойства цементованных- 147 сталей // МиТОМ. 1987. N12. С. 25-30.

40. Иванов JL И. , Никифоров Ю. Е , Янушкевич R А. Эффект изменения электропроводности полупроводниковых кристаллов при прохождении ударной волны от импульса излучения ОКГ. // ЖЭТФ. 1974. Т. 67. вып. 7. С. 147-149.

41. Изменение химического составаповерхности стали при лазерном легировании / ЕЕ Болотина, В. Е Ларионов, Г.Г.Винокуров, Т. В. Аргунова // ФиХОМ. 1990. N5. С. 88-92.

42. Кальдирола М., Кнопфель Г. Физика высоких плотностей энергий. М.: Мир. 1974.

43. Кацюбинский 0. KL Оценка физических возможностей закалки с использованием газового лазера непрерывного действия // МиТОМ. 1980. N6. 0.24.

44. Кикин ЕЮ. , Пчелинцев А. И. , Русин Е.Е. Абразивное изнашивание сталей после комбинированной ударно-волновой и лазерной обработки. // Трение и износ. 1990. Т.П. N4. С. 656-659.

45. Кикин Е КХ , Пчелицев А. И., Русин Е. Е. Механические свойства стали ЗОХГСА после комбинированной лазерной обработки. // МИТОМ. 1992. N11. С. 35-36.

46. Коваленко В. С. Обработка материалов импульсным излучением лазеров. Киев: Вища школа, 1977.

47. Козлова Г. И. , Сокуренко А. Д. Лазерное термоупрочнение и повышение износостойкости поверхностных слоев стали 9ХФ // Трение и износ. 1991. Т. 11. N3. С. 123-126.- 148

48. Колосовский А. М. Металлографические исследования лазерно-маг-нитного упрочнения инструментальных сталей. / Всесоюзн. конф. Применение физико-химических методов обработки материалов в машино- и приборостроении: Тез. докл., Киев, 1983, С. 42.

49. Кольский Г. Исследование механических свойств материалов при больших скоростях нагружения. // Механика. 1950. М.: ИЛ, вып. IV, С. 108-119.

50. Комбинированное лазерное и ударно-волновое упрочнение стали. /П. Ю. Кикин, А. И. Пчелинцев, Е. Е. Русин и др. // Технологи и организация производства. 1989, N2, С. 26-29.

51. Коршунов Л Г. , Макаров А.Е, Осинцева А. Л. Исследование износостойкости и структурных превращений при абразивном изнашивании стали У-8, упрочненной лазером // Трение и износ. 1988. Т. 9. N1. С. 52-59.

52. Котляров В. П. Поверхностная отделочно-упрочняющая обработка с лазерным облучением. // Электронная обработка материалов. 1987. N1. С. 12-17.

53. Крапошин В. С. , Копецкая И. К , Костылева 0. П. Влияние параметров лазерного нагрева на .концентрацию хрома в поверхностных слоях сталей // ФиХОМ. 1989. N5. С. 90-96.

54. Крапошин ЕС., Шахлевич КЕ , Вязьмина Т. М Влияние лазерного нагрева на количество остаточного аустенита в сталях и чугунах // МиТОМ. 1989. N10. С. 21-29.

55. Кремне в Л С., Холоднов Е. Е , Владимирова 0. Е Выбор сталей, подвергаемых лазерному упрочнению// МиТОМ. 1987. N9. С. 49-52.

56. Криштал М. А., Жуков А. Е , Кокора А. Е Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера. М.: Металлургия, 1973.

57. Лазерная и электроннолучевая обработка материалов: Справочник /Е Е Рыкалин, А. А. Углов, И. Е Зуев и др. М.: Машиностроение, 1985.

58. Лазерное я электронно-эрозионное упрочнение материалов / В. С. Коваленко, А. Д. Верхотуров, JL Ф. Головко, И. А. Под черняева. М.: Наука, 1986.

59. Лазерно- индуцированный распад остаточного аустенита. / А. А. Леев, П. XI Кикин, Е. Е. Русин и др. // Письма в ЖГФ. 1989. Т. 15, вып. 20, С. 68-71.

60. Ландсберг Г. С. Оптика. М.: Наука. 1976.

61. Лаптева В. Г., Горбаневекий В. Е. Выбор методов повышения из носостойкости пар трения, изготавливаемых из сталей типа ШХ15 // Трение и износ. 1988. Т. 9. N1. С. 43-51.

62. Легирование малоуглеродистой стали с помовиью интенсивных источников / ЕМ. Поле тина, М. Д. Борисов, С. А. Гладышева и др. // ФиХОМ. 1986. N3. С. 135-138.

63. Лекот К. Высокоскоростное метание. / Физика быстропротекающих процессов. М.: Мир, Т. 2, 1971.

64. Леонтьев П. А. , Чеканова Е Т. , Хан М Г. Лазерная поверхностная обработка металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1986.

65. Любов Б. Я. Диффузионные процессы в неоднородных твердых средах. М.: Наука. 1981.

66. Макаров А. В., Коршунов Л. Г. , Осинцева А. Л. Влияние отпуска и фрикционного нагрева на износостойкость стали У-8, закаленной лазером // Трение и износ. 1991. Т. 12. N5. С. 870-877.

67. Металлы: Методы механических и технологических испытаний. М.: Стандарты, 1972.

68. Микроструктура стали У10А после облучения ОКГ и закалки из жидкого состояния / КВ.Еднерал, Е А. Лаккшев, Ю. А.Скаков и др. // MOM 1981. N4. С. 24-28.

69. Миркин Л. И. Физические основы обработки материалов лучами лазера. йзд-во МГУ, 1975.

70. Миркин И. Л. , Смыслова Г. П , Смыслов Е. Ф. Структура и свойстваметаллов после импульсных воздействий. М.: Изд-во МГУ, 1980.

71. Морящев С. Ф., Воинов С. С. Влияние режима лазерной закалки на предел выносливости и износостойкости сталей. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1984, N2, С. 138-142.

72. Муханов И. И., Синдеев В. И. Дсхакова Г. А. Интенсификация упрочняюще чистовой обработки стальных деталей ультразвуковым инструментом и импульсным тепловым воздействием. // Электрофизические и электромеханические методы обработки. 1979. N10. С. 8-9.

73. Образование пор в алюминии при лазерном воздействии / ЛИ.Иванов, Е. Е. Казилин, JÜ М. Платов и др. // ЯиХОМ. 1985. N5. С. 25-27.

74. О причине смещения температур инструментального начала аустенитного превращения в сталях при скоростном и лазерном нагреве

75. Г. Kl Баландина, Б. И. Бертяев, И. Н. Заверстовская и др. // Квантовая электроника. 1986. Т. 13. N11. С. 2315.

76. Райнхарт Дж., Пирсон Дж. Взрывная обработка металлов. М.: Мир. 1966.

77. Райе М. Емкостный измеритель скорости плоской проводящей поверхности. // Приборы для научных исследований. 1961, N4, С. 77-79.

78. Расчет толщины закаленного слоя металла с учетом сдвига критических точек при лазерном термоупрочнении / JL 0. Гурвич, В. Я Липов, Г. К Рубин, Э. Н. Соболь // Технология автомобилестроения. 1983. N8. С. 13.

79. Режимы возбулодения и параметры волн напряжений в металле при воздействии лазерных моноимпульсов / Е И. Аверин, А. И. Авров, Б. И. Громов и^др. //ФиХОН 1984. N2. С. 23-27.

80. Рыкалин Н. Е , Углов А. А., Анищенко Л. М. Высокотемпературные технологические процессы: Теплофизические основы. М.: Наука. 1986.

81. Рыкалин Е Е , Углов А. А., Кокора А. Е Лазерная обработка материалов. М.: Машиностроение, 1975.

82. Рзди Д. Промышленное применение лазеров. Ы: Мир, 1981.

83. Садовский Е Д , Фокина Е. А. Остаточный аустенит в закаленной стали. М.: Наука. 1986.

84. Синдеев Е И., Исхакова Г. А. Влияние упрочняюще-чистовой обработки лучем лазера и ультразвуковым инструментом на структуру стали. // Новые методы упрочнения и обработки металлов. Новосибирск. 1983. С. 100-106.

85. Синдеев Е И., Исхакова Г. А. Особенности формирования поверхностного слоя деталей при лазерном и ультразвуковом воздействии. // ФиХОМ. 1988. N2. С. 54-64.

86. Синдеев Е И., Исхакова Г. А., Гилета Е Е Упрочняюще-чистовая обработка стальных деталей лучем лазера и ультразвуковым инструментом. // Прочность и пластичность материалов в ультразвуковом поле. Алма-Ата. 1983. С. 63-64.

87. Сорокин Г. М., Коротков Е А. К вопросу выбора абразивного материала при испытаниях на изнашивание. //Трение и износ. 1990.1. Т. 11, N2, С. 332-337.

88. Степанов Г. Е Поведение конструкционных материалов в упругоп-ластических волнах нагрузки. Киев: Наукова думка, 1978.

89. Структура аморфных металлических сплавов. М.: МИСиС. 1980.

90. Структурная модификация стали ударно-волновым воздействием для повышения эффективности лазерной обработки. / П. Ю. Кикин, А. И. Пчелинцев, Е. Е. Русин // ФиХОМ, 1989, N5, С. 140-142.

91. Тимошенко Б. И., Щушура Е Б. Электрокомбинированное поверхностное упрочнение и восстановление деталей машин.// ЗиХОМ. 1988. N5. С. 85-88.

92. Тушинский Л. И. Теория и технология упрочнения металлических сплавов. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1990.

93. Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов. // Под. ред. Мейерса М. А., Мурра Л. Е.: Пер. с англ. М : Металлургия. 1984.

94. Управление морфологией поверхностей с целью повышения их износостойкости путем лазерной обработки / Г. А. Строганов, Е Ф. Солдатов, С. И. Шаравин, Е Е Степанов // Трение и износ. 1988. Т. 9. N1. С. 66-72.

95. Упрочнение рабочих поверхностей плоскопараллельных концевых мер длины лазерным излучением / Л. С. Кремнев, 0. Е Владимирова, Т. Г. Сагадеева и др. // ФиХОМ. 1985. N3. С. 13-16.

96. Усов С. Е , Белобрагин К1 А. Комбинированные способы упрочнения деталей автоматических машин. // Передовой опыт. 1984. N6. С. 5-8.

97. Усов С. Е Исследование возможности использования комбинированных лазерных методов упрочнения. // Передовой опыт. 1987. N7. С. 60-62.

98. Усов С. Е Комбинированные методы упрочнения деталей автоматических машин, построенные на основе лазерного излучения.//- 153

99. Передовой опыт. 1986. N7. С. 25-28.

100. Физические основы электротермического упрочнения стали / ЕЕГриднев, Ю. А. Мешков, С. М. Ошкадеров, ЕЛТрефилов. Киев: Ваукова душа. 1973.

101. Федосов С. А. Влияние лазерной обработки на содержание остаточного аустенита в сталях и чугунах // МиТОМ. 1990. N5. С. 18-22.

102. Хартман К. X , Кунце ХД., Мейер Л. Е Влияние ударного нагру-жения на структуру металлов. // Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов. / 1Ьд ред. Мейерса & А. и Мурра JLE. (пер. с англ.) М.: Металлургия, 1984.

103. Хвостикова ЕД., Янушкевич ЕА., Пруцков Е. Г. Электронно-микроскопическое исследование кремния после нагружения лазерной ударной волной. // ФиХОМ. 1984. N4. С. 53-55.

104. ИЗ. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970.

105. Зпштейн Г. Е Строение металлов, деформированных взрывом. М.: Металлургия. 1988.

106. Anderholm N. Laser-generated stress wave.// J. Appl. Physics Letters. 1970. Vol. 16, N 3. P. lia

107. Barker L. M., Hollenbuch R. E. Shock wave study of the phase transition in iron.// J. Appl.Phys. 1974. Vol.45, N 11. P. 4872-4888.

108. Barker L. К Symp. on high dinamic pressure. Paris. 1967. P. 369-382.

109. Campion A. R. , Rohde R. W. Higoniot equation of state and the effect of shock stress amplitude and duration on the hardness ofHadfild steel.// J.Appl.Phys. 1970. Vol.41, N 5. P. 2213-2223.

110. Falrand B. P. , Clauer A. M. Effects of water and paint coutings on the magnitude of laser-generated shock.// Optical Communication. 1976. Vol. 18, N4. P. 588-591.

111. Falrand B. P., Clauer A. M. Laser generation of high amplitude stress wave in materials.// J.Appl.Phys., 1979. Vol.50, N 3. P. 1497-1502.

112. Falrand B. P., Wilcox B. A., Gallagher W. J., Williams D.N. Laser shock-included microstructural and mechanical property changer In 1075 aluminum.// J.Appl.Phys. 1972. Vol.43, N 9. P. 3893-3895.

113. Kubota K., Nakatani Y. Optical excitation of acoustic pulse in solids. // Jap. J.Appl.Phys. 1973. Vol. 12, N6. P. 888-894.

114. Nicholas T. Tensile testing of materials at high rates of strain.// Exp.Mech. 1981. Vol.21, N5. P. 177-185.

115. Steverding B., Dudel H. Laser-induced shocks and their capability to produce fracture.//J. Appl. Phys. 1976. Vol.47, N 5. P. 1940-1945.

116. Yang L. S. Stress waves generated in thin metallic films by a Q- switched ruby laser. //J.Appl.Phys., 1974. Vol.45. N6. P. 2601 -2607.