автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эксплуатационных свойств деталей из коррозионно-стойких упрочняемых сталей лазерной обработкой

на правах рукописи

ЖИЛЯЕВ Владимир Анатольевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ УПРОЧНЯЕМЫХ СТАЛЕЙ ЛАЗЕРНОЙ

ОБРАБОТКИ

Специальность: 05.03.01-Технология и оборудование механической и фи шко-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгорад-2005

Работа выполнена в Волгоградском государственном техническом университете на кафедре «Автомобиле- и тракторостроение»

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор Тескер Е.И.

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор Шапочкин В.И.

доктор технических наук,

Сидякин Ю.И.

Ведущая организация Научно-исследовательский и проектный

институт технологии химического и нефтяного аппаратостроения (ВНИИПТ химнефтеаппараты)

Защита состоится 2¿'июня 2005, в часов на заседании диссертационного совета К 212.028.02 при Волгоградском государственном техническом университете: 400131, Волгоград, пр. В.И. Ленина 28.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан "__"___2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент

Ю.М. Быков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Повышение конкурентоспособности, надежности и долговечности различных видов оборудования является одной из основных задач современного машиностроения. Успешное решение этой задачи базируется на комплексных исследованиях, связанных с разработкой и применением в производстве технологических методов, позволяющих целенаправленно формировать поверхностные слои с заданными физико-химическими, механическими и триботехническими свойствами.

Из опыта эксплуатации следует, что главной причиной выхода из строя деталей машин различного функционального назначения являются процессы разрушения поверхностных слоев в результате контактно-фрикционного взаимодействия. Ин1енсификации этих процессов способствуют агрессивные среды и высокие температуры в зоне трения.

Для формирования требуемых эксплуатационных свойств материала деталей используются как традиционные методы термической, химико-термической и поверхностных обработок, так и современные методы воздействия на поверхность концентрированными потоками энергии. Преимущества применения концентрированных потоков энергии послужили основой для интенсивного развития теоретических и экспериментальные исследований процессов лазерной обработки. Однако, несмотря на имекнцие&ш достижения в области создания лазерных технологий, практически отсутствий?!?

исследования условий формирования поверхносшых слоев с заданны^!*«

- * -

свойствами при лазерной ооработке деталей из низкоуглсродийшх коррозионно-стойких сталей, которые применяются для изготовления дет нефтехимического и газового оборудования, работающего в условиях многофакторного силового воздействия и агрессивной среды. Эффекгивное применение лазерной обработки для этих целей невозможно без изучения особенностей лазерного воздействия на низкоуглеродистые стали, оценки свойств поверхностных слоев, исследований факторов, определяющих сопротивляемость разрушению и изнашиванию. Поэтому создание новых научно-обоснованных лазерных методов модификации деталей из

низкоуглеродистых упрочняемых сталей и целенаправленное формирование их эксплуатационных свойств является актуальной проблемой.

Целью работы является разработка новых технологий поверхностного упрочнения коррозионно-стойких сталей, обеспечивающих заданные эксплуатационные свойства деталей, эксплуатация которых осуществляется в условии многофакторного воздействия.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи:

выполнены комплексные теоретические и экспериментальные исследования особенностей лазерного воздействия и процессов формирования поверхностных слоев деталей из низкоуглеродистых, коррозионно-стойких, упрочняемых сталей;

изучено влияние режимов лазерной обработки на структурное состояние, физико-механические, триботехнические и коррозионные свойства и разработаны на базе этих исследований научно-обоснованные рекомендации по выбору оптимальных режимов лазерной обработки деталей насосно-компрессорного оборудования, работающего в агрессивных средах;

- разработаны и внедрены в производство новые лазерные технологии обработки высоконагруженных деталей.

Научная новизна. Новыми являются:

- технология лазерного поверхностного упрочнения коррозионно-стойкой низкоуглеродистой стали, позволяющая получать поверхностные слои с высокими эксплуатационными свойствами для деталей, работающих в условиях многофакторного воздействия;

- закономерности формирования прочностных, триботехнических и коррозионных свойств при лазерной обработке низкоуглеродистых коррозионно-стойких сталей и результаты исследований по влиянию различных технологических характеристик на качество и эксплуатационные свойства поверхностных слоев высоконагруженных

деталей насосно-компрессорного оборудования;

механизмы разрушения и изнашивания коррозионно-стойкой упрочненной лазером стали при различных условиях нагружения.

Практическая ценность и реализация работы в промышленности. В

диссертации на базе теоретических и экспериментальных исследований разработана и внедрена в производство новая технология лазерной обработки деталей (штоков компрессоров) из низколегированной коррозионно-стойкой стали 20X13, использование которой позволяет значительно увеличить сопротивляемость разрушению и изнашиванию при высоких нагрузках и воздействии агрессивных сред (например, с высоким содержанием водорода).

Выявленные в диссертации закономерности формирования свойств поверхностных слоев при лазерной обработке коррозионно-стойкой стали и разработанные на этой базе импортозамещающие технологии позволяют значительно увеличить срок службы оборудования, нефтехимических и газовых производств.

Важное значение для практики имеют также полученные в диссертации данные о влиянии лазерной обработки на процессы разрушения и изнашивания деталей, работающих в условиях многофакторного силового воздействия и в агрессивных средах. Эти результаты позволяют обоснованно назначать характеристики свойств поверхностных слоев. Установлены условия обработки, при которых структурная неоднородность позволяет реализовать эффект самоорганизации кон тактируемых поверхностей в процессе трения. Это способствует формированию устойчивой масляной пленки в процессе контактно-фрикционного взаимодействия поверхностей трущихся деталей.

Новые ресурсосберегающие и импортозамещающие лазерные технологии, технологическая оснастка и оригинальные методы экспресс -контроля качества поверхностных слоев используется при изготовлении штоков поршневых компрессоров на ООО «Астраханьгазпром» и ООО «Агромаш». При этом экономический эффект от применения технологий составляет ориентировочно 1,5 млн. рублей на один компрессор марки КМ-2 французского производства. Методы исследования и разработки, основанные

на результатах исследований, используется при выполнении научно-исследовательских и опытно-экспериментальных работ в Волгоградском государственном техническом университете и в научно-производственном предприятии ООО «Агромаш».

Работа выполнена в Волгоградском государственном техническом университете.

Основные результаты доложены и обсуждены на международных конференциях и симпозиумах, в том числе: на Международной конференции «Эффективность реализации научного и промышленного потенциала в современных условиях» (г. Киев, 2003 г.), На отраслевом совещании главных механиков нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий России и СНГ (г. Кириши 2003г.), на Международных симпозиумах «Потребители-производители насосно-компрессорного оборудования» (г. Санкт-Петербург, 2002 г., 2003 г., 2005г.), на Международной деловой встрече по надежности компрессорных систем и логическому мониторингу (Турция. 2002г), на научно-практической конференции (г. Пенза, 2002г.), на Международном симпозиуме «Совершенствование конструкций и методов эксплуатации» (Варшава, 2002г.).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 18 печатных работах.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложения. Работа изложена на 124 страницах машинописного текста, включает 24 рисунка, и список литературы из 73 наименований.

Автор выражает глубокую признательность канд. техн. наук, доценту Гурьеву В. А. за научные консультации при выполнении работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена анализу результатов отечественных и зарубежных исследований по вопросу формирования поверхностных слоев с заданными свойствами. Показана роль поверхностного слоя в формировании эксплуатационных характеристик высоконагруженных деталей машин,

работающих в условиях многофакторного силового воздействия и присутствия агрессивной среды. Приведен анализ современных методов модификации поверхностных слоев и их влияние на физико-химические, механические и триботехнические свойства материалов. Рассмотрены традиционные методы оценки качества структуры и эксплуатационных свойств поверхностных слоев. Рассмотрены вопросы по практическому использованию лазерных технологий и их влиянию на микроструктуру и свойства деталей.

Из результатов анализа современных достижений в области модификации и упрочнения поверхностей следует, что несмотря на многочисленные исследования в области разработки прогрессивных технологий, практически отсутствует данные о влиянии параметров лазерного излучения на микроструктуру, механические и триботехнические свойства низкоуглеродистых коррозионно-стойких сталей, находящихся в различных исходных структурных состояниях. Нет также данных о влиянии лазерной обработки на свойства деталей машин и оборудования с конструктивными концентраторами напряжений. Для низкоуглеродистых коррозионно-стойких сталей отсутствуют рекомендации по выбору параметров лазерного излучения при целенаправленном формировании поверхностных слоев с заданными свойствами и необходимыми геометрическими размерами зоны лазерного воздействия. Практически отсутствуют эффективные методы лабораторных испытаний поверхностно-упрочненных сталей, а также оценки качества лазерной обработки.

Во второй главе рассмотрены особенности формирования эксплуатационных свойств поверхностного слоя при лазерном нагреве низкоуглеродистой коррозионно-стойкой стали 20X13. Проведен анализ тепловых процессов, происходящих при лазерном воздействии на поверхность.

Теоретический анализ условий обработки стали 20X13 позволил установить температурный интервал смещения критических точек структурных превращений. Получено, что смещение критической точки аусгенитно-перлитного превращения (Ас,) и критической точки перестройки решетки ОЦК избыточного феррита в ГЦК решетку аустенита (Ас-0 составляет 150...180°С.

(рис. 1.). Выявленный при исследовании эффеет необходимо учитывать при назначении режимов лазерной обработки, обеспечивающих формирование поверхностных слоев со структурами полной или неполной закалки, которые характеризуют завершенность процессов а<-»у-превращения.

Рис.1 Графики, характеризующие смешение точек At 1 и Ас2 при лазерном нагреве стали 20X13: 1 - быстрый нагрев (лазерная обработка); 2 - медленный (печной) нагрев. Ac I - критическая точка аустенитно-перлитного превращения (медленный печной нагрев); Л( i""1 - критическая точка начала аустенитно-перлитного превращения при лазерном нагреве; Ао"0" - критическая точка завершения а\стенитно-перлитного превращения при лазерном нагреве; ТК| - интервал температуры смешения конца аустенит hoi о превращения при лазерном нагреве; An - критическая точка перестройки решетки ОЦК избыточного феррита в ГЦК-рсгиетК} аустенита, Тк; - интервал температуры смещения кришческой точки Act при лаюрном нагреве; ТК| 2 = 150. .180 НС

На основании теоретического анализа и экспериментальных данных впервые построены зависимости влияния основных параметров лазерного излучения на геометрические размеры зоны лазерного воздействия для коррозионно-стойкой стали 20X13 (рис. 2). Зависимости позволяют оперативно на стадии разработки технологических процессов и изготовления назначать оптимальные режимы лазерной обработки с учетом реальных условий эксплуатации конкретных деталей и требований нормативно-технической документации.

1/т

3»

г» •Д"

а)

ю

Ь,мм

0,8 о,' о/>|-

0,5 0,4 0,3 О,? 0,1

20 У/ч»-

Т"

5 10 15 » Чрм*

Ь>)м

0,7 0,5 0,3 ОД

В)

2

ОД! Ц9

1,1 Р,кВт

Ь,мм 0,8

о*

0,4 0,7

Г)

У

1,1 Р.КВТ

Рис.2. Зависимости геометрических размеров зоны лазерного воздействия от параметров лазерного излучения'

I - сталь 20X13; 2 - сталь 40Х: а) - зависимость ширины зоны лазерного воздействия от скорости обработки (Р = 1 кВт, с1П = 3 мм); б) - зависимость глубины зоны лазерного воздействия от скорости обработки (Р = I кВт, с!П = 3 мм): в) - зависимость ширины юны лазерного воздействия от мощности излучения ("V = 7 мм/с, <1П = Змм); г) - зависимость глубины зоны лазерного воздействия от мощности излучения (V = 7 мм/с, (1П = Змм).

В третьей главе описаны методы исследования, оборудование, режимы лазерной обработки, стандартные, оригинальные и специально разработанные методики экспериментальных исследований.

Методы исследования, используемые в диссертационной работе, выбирали и разрабатывали с учетом наиболее полного изучения свойств поверхностного слоя реальных деталей, эксплуатация которых осуществляется в условиях многофакторного воздействия.

Исследования выполняли на образцах и деталях, изготовленных из низкоуглеродистой коррозионно-стойкой стали 20X13 в различном исходном

состоянии - после нормализации и закалки с высоким и низким отпуском.

Лазерную обработку осуществляли на непрерывном С02-лазере «Комета 2».

При исследовании тонкой структуры и плотности дислокаций использовали метод рентгеноструктурного анализа на дифрактометре ДРОН-3 при послойном электролитическом полировании исследуемой поверхности.

Для триботехнических испытаний были разработаны методы ускоренных модельных испытаний, позволяющие исследовать сопротивляемость изнашиванию поверхностно-упрочненных сталей при трении скольжения и трении качения.

Испытания на ударный изгиб образцов тип 1 по ГОСТ 9454 проводили на маятниковом копре 2130КН-03 с осциллографированием процесса разрушения. По результатам испытаний определили экспериментальные значения ударной вязкости, работу зарождения и работу распространения трещины.

Испытания стандартных образцов на статическое одноосное растяжение проводились на универсальной машине «Эйвери» по ГОСТ 1497.

Сравнительную оценку стойкости против коррозионного растрескивания стали 20X13 в исходном состоянии и после лазерной обработки проводили по специальной методике МСКР-01-85, утвержденной «Межведомственным научно-техническим советом по защите металлов от коррозии государственного комитета по науке и технике».

Испытания заключались в определении времени до разрушения образцов металла под действием одноосного растягивающего напряжения заданного уровня в сероводородной среде.

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям условий формирования поверхностного слоя стали 20X13 при лазерной обработке. Приведены результаты исследований микроструктуры, тонкого кристаллического строения, микротвердости поверхностных слоев в зависимости от режимов лазерной обработки и исходного состояния стали 20X13. Анализируются результаты испытаний на ударный изгиб с осциллографированием процесса разрушения и износостойкость при различных схемах нагружения.

Изучены условия деформирования при испытании упрочненных лазером стандартных цилиндрических образцов на одноосное статическое растяжение.

Приведены результаты испытаний на сероводородное растрескивание под напряжением.

Установлено, что металл в зоне лазерного воздействия характеризуется структурно-механической неоднородностью, что обусловлено определенной закономерностью распределения температур по глубине слоя. Выявлены зоны с полной и неполной закалкой.

Показано, что при лазерной обработке предварительно закаленной и низкоотпущенной стали, по сравнению с нормализованной, происходит увеличение глубины зоны лазерного воздействия и повышение физико-механических свойств в области закалки из твердой фазы. Это объясняется большой скоростью протекания а^у-преврашения, повышенной дисперсностью и дефектностью исходной структуры отпущенного мартенсита. Для всех технологических вариантов лазерной обработки предварительно закаленных и отпущенных при 620°С образцов значения физико-механических свойств и глубины зоны лазерного воздействия занимают промежуточное положение между этими характеристиками, полученными при лазерной обработке нормализованных и низкоотпущенных образцов. Это обусловлено изменением дисперсности исходной структуры в процессе перехода от перлита к сорбиту и отпущенному мартенситу (рис. 3).

Показано, что независимо от технологических вариантов, лазерная обработка приводит к повышению микротвердости, по сравнению с исходным состоянием. Это объясняется формированием в поверхностном слое мелкодисперсной мартенситной структуры с равномерно распределенными карбидами хрома (рис .4а).

Большой вклад в повышение микротвердости вносит дефектность кристаллического строения поверхностного слоя после лазерной обработки (рис. 46). Установлено, что значительное повышение плотности дислокаций, по сравнению, например, с закалкой ТВЧ, обусловлено фазовым наклепом поверхностного слоя в результате больших скоростей нагрева и охлаждения металла, характерных для лазерной обработки.

Н, МПа

I • •

8000 - - .

6000 4000 2000

ОД 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Мм

Рис.3 Влияние исходного состояния стали 20X13 на распределение микротвердости по гл\бине зоны чазерного воздействия I - закалка + низкий огнуск, 2 - закалка + высокий отпуск, 3 - нормализация. Режим лазерной обрабо1ки. Р = 1 кВ1, V = 7 мм/с, с1п = 3 мм.

Установлено, что наличие на поверхности структурно-неоднородного поверхностного слоя, полученного лазерной обработкой, существенно изменяет исходные триботехнические и механические свойства стали 20X13.

При триботехнических испытаниях выявлено, что независимо от исходного состояния при всех режимах нагружения, лазерное упрочнение приводит к значительному увеличению износостойкости поверхностных слоев (рис. 5, 6). Это обусловлено мелкодисперсной структурой мартенсита с равномерно распределенными карбидами хрома и высокой плотностью дислокации. Сопротивляемость изнашиванию коррелируется с распределением микротвердосги по глубине зоны лазерного воздействия. Это подтверждается закономерностью изменения относительной износостойкости (рис. 5). Видно, что графики износостойкоеI и практически не отличаются от графиков распределения микротвердости по толщине упрочненного слоя.

Н, МПа

рхЮ",<ж*

С3 2

з

N \ \

О 01 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 ь, мм

Рис.4 Распределение чикрспвердости (а) и плотности дислокаций (б) по толщине поверхностного слоя стали 20X13 после лазерной закалки. I, 2, 3-при скоростях перемещения лазерного л>ча по обрабатываемой поверхносш 2: 7; 20 мм/с соответственно:

4-закалка ТВЧ Плотность дислокаций после нормализации и закалки ТВЧ равна 4-104 см 2 и

5- Ю10 ем'2 соответс1венно.

-1-1-1--1-1-1-

ОД 0.2 0,3 0,4 0,5 0,6 Ь, мм

Рис 5. Закономерности изнашииаиия упрочненной лазером стали 20X13 при трении скольжения- 1; 2; 3 - обработка при скоростях перемещения лазерного луча по обрабатываемой поверхности 2; 7 и 20 мм/с соответственно, 4 - закалка ТВЧ За единицу принята износостойкость стали 20X13 в нормализованном состоянии.

Показано, что лазерная обработка предварительно закаленных и низкоотпущенных образцов приводит к увеличению ударной вязкости, по сравнению с исходным состоянием материала (рис. 7). Высокие значения ударной вязкости обусловлены получением при лазерной обработке мелкодисперсной структуры в зоне концентратора напряжений. Положительное влияние на вязкость разрушения оказывает и зона отпуска с пониженной микротвердостью, расположенная на границе лазерного слоя и исходной структуры.

б)

Рис 6. Зависимость линейною (а) и весовою (б) плюсов от числа циклов нагружения при испытаниях на матине трения по схеме "ролик - колодка"' 1 - закалка ТВЧ, 2 - лазерная обработка при перекрытии к = 0,3с1|; 3 - при к = 0,711,

КС, Дж/си' 60 -

40 -

20 -

0

Номер технологического варианта

Рис.7. Ударная вязкость С1али 20X13 при различных вариантах обработки: 1, 2, 3 — лазерная обработка при скоростях перемещения лазерного луча 2, 7 и 20 мм/с соответственно; 4 - исходное состояние (закалка с ошуском при 200 °С), 5 - закалка ТВЧ.

Выявлено качественное изменение процесса разрушения при ударном нагружении стали с модифицированным слоем в зоне концентратора напряжений от разрушения стали после объемной термической обработки.

Установлено, что лазерная обработка зоны концентратора напряжений приводит к возникновению «множественного» разрушения за счет торможения роста трещины по механизму искривления ее траектории при прохождении через структурные зоны лазерного воздействия с различными физико-механическими свойствами. Этот процесс фиксируется на осциллограмме разрушения в виде появления нескольких максимумов нагрузки (рис. 8).

Основной вклад в повышение ударной вязкости вносит эффект увеличения работы зарождения трещины в модифицированном слое (рис 9).

р,н

Ртах.

6)

Ртах2

Х,с

Рис.8. Осциллограммы процесса разрушения при ударном нагружении стали 20X13, где а - исходное состояние (закалка + низкий отпуск), б - исходное состояние + лазерная обработка.

Кз.Дж/сн2

30 -20 -10 -

24

18

37

14

12 3 4 5

Номер технологического варианта

КР. Дх/см 10 -

1-4

Рис 9. Работ зарождения и развития трещины при различных вариантах обработки: 1,

2, 3 - лазерная обработка при скоростях перемещения лазерного луча 2; 7 и 20 мм/с соответственно; 4- исходное состояние (закалка с отпуском при 200°С); 5- закалка ТВЧ.

Анализ диаграмм деформирования, полученных при испытаниях на растяжение (рис. 10) показал, что при статическом одноосном растяжении обработанных лазерным излучением образов, наряду с жесткостью, повышаются и прочностные характеристики стали 20X13, по сравнению с исходным состоянием (рис. 11). Это объясняется формированием на поверхности материала высокопрочного твердого слоя, препятствующего развитию пластических деформаций.

Р.Н ,

200000 150000 100000 50000

Рае

Разрушение

а) Деформация ы

мм

б) Деформация

мм

Рис.10. Диаграммы деформирования при испытании образцов на одноосное статическое растяжение' а - исходное состояние (нормализация), б - исходное состояние + лазерная обработка.

Экспериментально установлена вероятность повышения стойкости к растрескиванию под напряжением в среде сероводорода образцов, изготовленных из стали 20X13 после лазерной обработки, по сравнению с широко применяемой в химической и нефтегазовой промышленности коррозионно-стойкой стали 40X13. Так, например, при лазерной обработке в поверхностном слое стали 20X13 в результате высокоскоростного нагрева и последующего охлаждения происходи I полное «<->у-превращение, что способствует формированию однородной структуры малоуглеродистого мартенсита с равномерно распределенными карбидами хрома. При этом, хром образует на поверхности плотную защитную пленку типа (Сг.Ре^Оз, которая

хорошо защищает материал от коррозии Повышение содержания углерода в стали 40Х13 приводит к увеличению количества карбидов, создает двухфазную структуру, уменьшает количество хрома в твердом растворе и понижает коррозионную стойкость.

а, ,МПа

900

700

500

300..

100

870

730

Вариант обработки

сгг,МПа

700 500 300| 100

520

Зариант обработки

Рис II Результаты испьнаний образцов на одноосное статическое растяжение: а исходное состояние (нормализация), б - исходное состояние + лазерная обработка

В результате комплексных исследований установлена уникальная возможность при лазерной обработке стали 20X13 одновременно получать поверхностные слои с высоким комплексом прочностных и вязких свойств, которые формируются за счет высокой плотности дислокаций, образующихся в результате фазового наклепа и при высоких скоростях нагрева и охлаждения. При этом достаточная доля дислокации остается не закрепленной атомами углерода в структуре малоуглеродистого мартенсита, что обеспечивает их подвижность и необходимые вязкие свойства. Выявленный эффект оказывается наиболее важным для тяжело нагруженных деталей, работающих в условиях многофакторного силового воздействия и агрессивной среды.

Пятая глава посвящена вопросу разработки и внедрения на ООО «Астраханьгазпром» технологического процесса лазерной обработки для штока поршневого компрессора КМ-2.

Приведены общие рекомендации по выбору режимов лазерной обработки и параметров упрочненного слоя с учетом реальных условий эксплуатации выбранной детали. Даны рекомендации по методам оценки качества и испытаниям упрочненною лазером поверхностного слоя. Обоснованы технико-экономические критерии внедренных лазерных технологий на ООО «Астраханьгазпром».

Общий экономический эффект от внедрения лазерных технологий составил 43986845 руб., личный вклад автора составляет 10*%.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования условий лазерной обработки низко-углеродистой коррозионно-стойкой стали, определены характеристики лазерного излучения, позволяющие получать коррозионно-стойкие поверхностные слои с высоким комплексом прочностных и вязких свойств. Эти свойства формируются за счет высокой плотности дислокаций в результате фазового наклепа при высоких скоростях нагрева и охлаждения.

2. Изучено влияние режимов лазерной обработки на геометрические размеры зоны лазерного воздействия и свойства низкоуглеродистой коррозионно-стойкой стали 20X13. Установлено, что при лазерной обработке происходит смещение температур критических точек структурных превращений, что необходимо учитывать при выборе режимов лазерной обработки.

3. Показано, что на формирование микроструктуры и физико-механических свойств поверхностного слоя стали 20X13 существенное влияние оказывает степень завершенности процесса аустенизации, которая наиболее полно протекает. в стали с исходной мелкодисперсной структурой, характеризующейся повышенной плотностью дислокаций.

4. Установлено, что независимо от технологических вариантов и исходного состояния стали 20X13 лазерное упрочнение повышает триботехнические свойства поверхностных слоев. Это обусловлено получением при лазерной обработке мелкодисперсной структуры малоуглеродистого мартенсита с равномерно распределенными карбидами хрома и высокой плотностью дислокаций.

5. Выявлено качественное изменение механизма разрушения при ударном изгибном нагружении обработанного лазером поверхностного слоя, по сравнению с металлом после объемной термической обработки. Это связано с торможением роста трещины при ее прохождении через слои с различными физико-механическими свойствами.

6. Испытаниями при статическом одноосном растяжении установлено, что лазерная обработка позволяет повысить не только прочностные, но и вязкие свойства стали 20X13. Эффект упрочнения объясняется формированием на поверхности своеобразного структурного высокопрочного каркаса, который препятствует протеканию пластических деформаций в материале детали.

7. Экспериментально установлена вероятность повышения стойкости к растрескиванию под напряжением в среде сероводорода, после лазерной обработки стали 20X13, по сравнению с широко применяемой в нефтегазовой промышленности коррозионно-стойкой сталью 40X13. Полученный эффект можно объяснить формированием в поверхностном слое однородной структуры малоуглеродистого мартенсита с равномерно распределенными карбидами хрома, что обусловлено полным а*->у превращением, а также образованием на поверхности плотной защитной пленки типа (Сг,Ре)20з, которая хорошо защищает материал от коррозии.

8. Разработан метод ускоренных сравнительных испытаний на износостойкость, позволяющий непосредственно на натурных деталях или образцах-свидетелях определять износостойкость структурно-неоднородного материала поверхностного слоя.

9. Разработан неразрушающий метод контроля характеристик материала

детали в зоне лазерного воздействия с помощью специального образца, торцевая поверхность которого представляет собой микрошлиф.

10.Разработана и внедрена в производство ООО «Астраханьгазпром» новая технология изготовления деталей насосно-компрессорного оборудования с лазерным упрочнением.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих

работах:

1. Современные методы и материалы для ремонта машинного оборудования/ Тескер. Е.И., Гурьев В.А., Жиляев В.А. //Химическая техника: Ежемесячный межотрасл. журнал для гл. специалистов предприятий.-2004. - №2. - С. 17-32

2. Восстановление резьбовой части ппоков поршневых компрессоров лазерной наплавкой /Гурьев В.А., Тескер Е.И., Савченко А.Н., Тескер С.Е., Жиляев В.А. //Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях: Матер. 3 Пром. конф. с междун. участ. и выст., 24-28.02.03 / Укр. Информ. Центр «Наука. Техника. Технология» и др. - Киев, 2003.- С.60-61.

3. Обеспечение качества и безопасности при ремонте машинного оборудования /Тескер Е.И., Заруденский A.A., Гераевкин В.И , Жиляев В.А. //Компрессорная техника и пневматика: Научно-технический и информационный журнал.- 2003. - №8. - С. 17-23.

4. Применение лазерных технологий наплавки и новых порошковых материалов в химической и нефтегазовой промышленности /Тескер Е.И., Гурьев В.А., Савченко А.Н., Тескер С.Е., Сырмолотов M H., Жиляев В.А.// Эффективность реализации научного и промышленного потенциала в современных условиях: Матер. 3 Пром. конф. с межд. участ. и выст., 24-28.02.03/ Укр. информ. центр «Наука. Техника. Технология» и др.-Киев, 2003. - С. 105-106.

5. Применение новых ремонтные технологий для повышения долговечности и безопасности эксплуатации насосно-компрессорного оборудования/ Теске Е.И., Гурьев В.А., Тескер С.Е., Сырмолотов М.Н., Гераськин В.И.,

Заруденский A.A., Жиляев В.А., Дуросов В.М //Компрессорная техника и пневматика: Научно-технический и информационный журнал.-2003. -№5.-С.36-38.

6. Проблема технического обеспечения ремонтного производства и новые ремонтные ресурсосберегающие импортозамещающие технологии /Тескер Е.И., Дуросов В.М., Заруденский A.A., Жиляев В.А, Сырмолотов М.Н., Тескер С.Е. //Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2003.-№1,-С.50-52.

7. Проблема технического обеспечения ремонтного производства и новые ремонтные ресурсосберегающие импортозамещающие технологии /Тескер Е.И., Дуросов В.М., Заруденский A.A., Жиляев В.А.. Сырмолотов М.Н., Тескер С.Е. //Матер. Отраслевого совещания гл. механиков нефтеперерабатывающих производств.-С.40-42.

8. Разработка научно-обоснованных критериев оценки параметров технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса высоконагруженных деталей насосно-компрессорн. оборудования /Тескер Е.И., Гурьев В.А., Тескер С.Е., Сырмолотов М.Н., Заруденский A.A., Жиляев В.А. //Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования -2003: Труды Восьмого Международного симпозиума, 29-31 мая 2003 г. /Санкт-Петерб. гос. техн. ун-т .-С.80-84.

9. Эффективность применения новых импортозамещающих и ресурсосберегающих ремонтных технологий для повышения срока службы и безопасности эксплуаиции насосно-копрессорного оборудования / Тескер Е.И., Гурьев В.А., Тескер С.Е., Сырмолотов М.Н., Заруденский A.A., Жиляев В.А. //Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования -2003: Труды Восьмого Международного симпозиума, 29-31 мая 2003 г. /Санкт-Петерб. гос. техн. ун-т .-С.60-64.

10. Диагностика и мониторинг насосно-компрессорного оборудования /Тескер E.H., Ящук В.М., Тескер С.Е., Ящук Д.В., Заруденский A.A., Жиляев В.А. //Диагностика - 2002. [Секция] Диагностика энергомехани-

ческого оборудования, надежность КС и экологичность мопиторинага: [Доклады] 12 Междунар. деловой встречи, Турция, апр. 2002 г. /ОАО «Газпром» и др.-М., 2002.- Том 2, Часть 2. - С. 102-105.

11. Диагностика технического состояния высоконагружснных опор скольжения и новые методы снижения их вибронагруженности /заруденский A.A., Жиляев В.А., Тескер Е.И., Тескер С.Е. //Диагностика -2002(Секция] Диагностика энергомеханического оборудования, Надежность КС и экологичность мониторинага: [Доклады] 12 Междунар. деловой встречи, Турция, апр. 2002 г. /ОАО «Газпром» и др.-М„ 2002,-Том 2, Часть 2. - с. 92-95.

12. Информационно-аналитическая система технологического обеспечения ремонта насосно-компрессорного оборудования/ Тескер Е.И., Ящук В.М., Тескер С.Е., Казак Е.В., Ящук Д.В.. Дуросов В.М., Заруденский A.A., Жиляев В.А., Сырмологов М.Н. //Компрессорная техника и пневматика.-2002.-№4.-с.18-19.

13. Информационно-аналитическая система технологического обеспечения ремонта насосно-компрессорного оборудования /Тескер Е.И., Гурьев В.А., Тескер С.Е., Дуросов В.М., Заруденский A.A.. Жиляев В.А., Сырмолотов М.Н. //Погреби гели-производители компрессоров и компрессорного оборудования - 2002: Труды Восьмого Международного симпозиума, 29-31 мая 2002г. /Санкт-Петсрб. гос. техн. ун-т. и др.- СПб., 2002.-с. 145-147.

14. Комплексный подход к разработке и внедрению новых лазерных технологий и специальных покрытий для повышения эксплуатационных характеристик насосно-компрессорного оборудования /Тескер Е.И., Гурьев В.А., Тескер С.Е., Дуросов В.М., Заруденский A.A.. Жиляев В.А.// Компрессорная техника и пневматика.- 2002.-№6.-С.28-30.

15. Комплексный подход к разработке и внедрению новых лазерных технологий и специальных покрытий для повышения эксплуатационных характеристик насосно-компрессорного оборудования /Тескер Е.И., Гурьев В.А., Тескер С.Е., Дуросов В.М., Заруденский A.A., Жиляев В.А.//

Потребители-производители компрессоров и компрес< 2006~4 оборудования - 2002: Труды Восьмого Международного симпози} j q^ ^ ^ 31 мая 2002г. /Санкт-Петерб. гос. техн. ун-т. и др.- СПб., 2002.-C.3G-.«.

16. Неразрушающий контроль качества обработанных лазером поверхностных слоев готовых деталей /Гурьев В.А., Тескер Е.И., Савченко А.Н., Жиляев В.А. //Инновации в машиностроении: Сборник статей II Всероссийской науч.-практич. конф., 29-30 октября 2002г. /Пензенск. гос. ун-т и др.- Пенза, 2002.-С. 200-202. ¿ ^ 2 4 14

17. деталей с концентраторами напряжений /Тескер Е.И., Гурьев В.А., Тескер С.Е., Савченко А.Н., Жиляев В.А. //Инновации в машиностроении: Сборник статей II Всероссийской науч.-практич. конф., 29-30 октября 2002г. /Пензенск. гос. ун-т и др.- Пенза, 2002.- С. 58-60.

18. Формирование масляного слоя в тяжелонагруженном контакте деталей подшипников при качении со скольжением / Тескер Е.И., Тескер С.Е., Петюкина A.A., Жиляев В.А. //Doskonalenie konstrukeji oraz metod eksploatacji pojazdow mechanicznych = Совершенств, конструкц. и методов экспл.: Сб. ст. VIII Междунар. Симпоз., Warszawa-Rynia, 11-13.12.2002 / Военно-технич. Академия и др.- Warszawa-Rynia (Польша), 2002,- Czesc И,- С. 282-285.

Личный вклад автора. В работах /1, 2, 3, 4, 5, 6, 7/ автором разработаны современные методы повышения эксплуатационных свойств деталей насосно-компрессорного оборудования.

В работах /2, 9, 15/ соискатель предложил технологию лазерного восстановления для деталей насосно-компрессорного оборудования. В работах /8, 10, 11, 12, 13/ автором осуществлена разработка научно-обоснованных критериев оценки параметров технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса тяжелонагруженных деталей насосно-компрессорного оборудования.

Подписано в печать 5. Об. 2005 г. Заказ №345 . Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0.

Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография «Политехник» Волгоградского государственного технического университета.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПОВЕРХНОСТНЫЙ СЛОЙ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

1.1. Влияние качества, физико-химического состояния и свойств поверхностного слоя на его несущую способность и сопротивляемость изнашиванию.

1.2. Характеристики условий эксплуатации высоконагруженных деталей насосно-компрессорного оборудования и факторы определяющие их предельное состояние. Требования к свойствам поверхностных слоев деталей.

1.3. Существующие методы поверхностных упрочняющих обработок высоконагруженных деталей.

1.4. Применение технологических лазеров и лазерной обработки для повышения эксплуатационных свойств поверхностных слоев.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ПРИ ЛАЗЕРНОМ НАГРЕВЕ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОЙ СТАЛИ.

2.1. Анализ тепловых процессов при лазерном воздействии.

2.2. Исследование условий формирования структуры и геометрических характеристик зоны лазерного воздействия при обработке коррозионно-стойких упрочняемых сталей.

2.3. Влияние режимов обработки на закономерности изменения твердости в зоне лазерного воздействия.

2.4. Влияние предварительной термической обработки на характер изменения микротвердости по глубине зоны лазерного воздействия.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 3. МЕТОДЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Технологический комплекс для лазерной обработки.

3.2. Современные методы оценки свойств деталей с поверхностным модифицированным слоем.

3.3. Стандартные методы исследований.

3.4. Метод исследования закономерности изнашивания поверхностно-упрочненных сталей.

3.5. Неразрушающий метод контроля толщины слоя после лазерной обработки.

3.6. Метод оценки коррозионной стойкости.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНОЙ МОДИФИКАЦИИ НА СВОЙСТВА

ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ УПРОЧНЯЕМЫХ СТАЛЕЙ.

4.1. Влияние режимов лазерной обработки на закономерности изменения твердости по толщине поверхностного слоя.

4.2. Влияние лазерной обработки на износостойкость поверхностного слоя коррозионно-стойкой стали 20X13.

4 3. Влияние расположения лазерных треков (дорожек) на микротвердость и износостойкость поверхностного слоя.

4.4. Влияние лазерной обработки на шероховатость и геометрические характеристики поверхностного слоя.

4.5. Влияние лазерной обработки на сопротивляемость ударным нагрузкам.

4.5.1. Исследование свойств обработанной лазером нормализованной стали 20X13 при ударном нагружении.

4.5.2. Исследование свойств обработанной лазером предварительно объемнозакаленной и низкоотпцщенной стали 20X13 при ударном нагружении.

4.6. Влияние лазерной обработки на статическую прочность стали 20X13.

ВЫВОДЫ.

Повышение ресурса тяжело нагруженных деталей химического и нефтегазового оборудования при одновременном снижении их материалоемкости и себестоимости является важной задачей современного машиностроения. Одним из эффективных путей решения этой задачи является разработка и внедрение прогрессивных методов поверхностного упрочнения, так как в условиях эксплуатации именно поверхностный слой деталей подвергается наиболее интенсивным механическим, тепловым и окислительным воздействиям. Поэтому выход из строя деталей многих видов машин и оборудования обусловлен, прежде всего, недостаточной сопротивляемостью изнашиванию.

В настоящее время для формирования требуемых свойств материала в различных отраслях промышленности используют как традиционные методы поверхностных обработок (химико-термическая, закалка токами высокой частоты, поверхностное пластическое деформирование), так и современные методы воздействия на поверхность концентрированными потоками энергии. Однако поверхностное упрочнение с использованием традиционных методов, обычно приводящее к повышению твердости, износостойкости и усталостной прочности, часто сопровождается существенным снижением пластичности, вязкости и трещинностойкости материала, что недопустимо для изделий, работающих в условиях ударного и циклического нагружения. Такой режим нагружения чаще всего встречается при эксплуатации, например, насосно-компрессорного оборудования. В общем случае обоснованный и целенаправленный выбор упрочняющей обработки, обеспечивающей формирование оптимального комплекса свойств композиции «поверхностный слой - основной металл» с учетом конкретных условий эксплуатации деталей, является трудной задачей.

В последние годы большое внимание исследователей привлекают методы формирования поверхностных слоев, основанные на использовании лазерного излучения.

Лазерное поверхностное упрочнение заключается в воздействии интенсивного потока энергии на локальный участок поверхности материала, быстром (со скоростью до 108 град/с) его нагреве и охлаждении. Под действием лазерного излучения происходит резкое повышение энергии электронов в поверхностном слое материала. При этом, часть поглощенной энергии электроны передают атомам решетки, увеличивая, тем самым, уровень тепловых колебаний, а следовательно, - и температуру обрабатываемой поверхности. В процессе сверхскоростного нагрева и охлаждения происходят фазовые превращения. Следует отметить, что плотность мощности лазерного излучения при обработке металлов до 10* Вт/см ) существенно превосходит другие источники энергии, что позволяет значительно увеличить производительность обработки, а также формировать качественно новые, уникальные свойства рабочих поверхностей деталей, недоступные традиционным методам поверхностных обработок.

Лазерная обработка относится к локальным методам термической обработки поверхностей металлов и обладает рядом существенных особенностей и преимуществ:

- высокая концентрация и локальность подводимой энергии позволяет проводить обработку поверхностного слоя требуемой толщины без нагрева остального объема и изменения его структуры и свойств, что практически исключает коробление деталей;

- нагрев и охлаждение поверхностного слоя детали с большими скоростями при незначительном времени воздействия обеспечивает получение оптимальной структуры и свойств обрабатываемой поверхности;

- возможность регулирования параметров лазерной обработки позволяет целенаправленно формировать структуру поверхностного слоя, его физико-механические свойства, шероховатость, а также геометрические размеры обработанных участков;

- возможность обработки на воздухе и автоматизации процессов, а также отсутствие вредных отходов определяют высокую технологичность лазерных методов обработки поверхностей; - возможность транспортировки излучения на значительные расстояния и подвода его с помощью специальных оптических средств в труднодоступные места детали позволяет производить обработку в тех случаях, когда другие методы применить вообще невозможно. Несмотря на преимущества лазерной обработки, по сравнению с традиционными технологиями объемного и поверхностного упрочнения, а также многочисленные исследования в области использования непрерывного излучения СОг-лазера в различных отраслях промышленности, до настоящего времени недостаточно развиты представления о влиянии характеристик лазерного излучения на микроструктуру, тонкое кристаллическое строение, механические и триботехнические свойства коррозионно-стойких упрочняемых сталей, из которых изготавливаются многие высоконагруженные детали, прежде всего, насосно-компрессорного оборудования. Практически отсутствуют данные о влиянии лазерной обработки на свойства высоконагруженных деталей машин с конструктивными концентраторами напряжений, когда действующие нагрузки могут приводить к поломкам деталей. Недостаточно изучено влияние лазерной обработки на кинетику и механизм разрушения поверхностного слоя при ударном изгибном нагружении, не описаны процессы зарождения и распространения трещины в композиции «поверхностный слой - основной металл». В связи с этим целью работы является комплексное исследование условий и закономерностей модификации поверхностных слоев при лазерной обработке непрерывным СОг-лазером деталей из низкоуглеродистых, коррозионно-стойких упрочняемых сталей, изучение их основных свойств и разработка на этой базе технологий лазерной обработки и научно-обоснованных рекомендаций, обеспечивающих получение высококачественных поверхностных слоев, управление процессом формирования заданных свойств при лазерной обработке деталей насосно-компрессорного оборудования газовых производств.

Для достижения указанных целей необходимо решить следующие задачи: выполнить комплексные теоретические и экспериментальные исследования особенностей лазерного воздействия и процессов формирования поверхностных слоев деталей из низкоуглеродистых, коррозионно-стойких, упрочняемых сталей с целью повышения их эксплуатационных свойств;

- изучить влияние режимов лазерной обработки на свойства поверхностных слоев, а также установить влияние различных факторов на структурное состояние, физико-механические и триботехнические свойства, а также на сопротивляемость изнашиванию и разрушению при перегрузках;

- разработать научно-обоснованные рекомендации по выбору оптимальных режимов лазерной обработки низкоуглеродистых, коррозионно-стойких сталей, обеспечивающих целенаправленное формирование заданных свойств поверхностных слоев высоконагруженных деталей, имеющих концентраторы напряжений и работающих в условиях многофакторного воздействия;

- разработать методы экспресс-контроля качества и свойств упрочненных лазером деталей; разработать новые лазерные технологии обработки высоконагруженных деталей насосно-компрессорного оборудования газовых производств.

Практическая ценность и реализация работы в промышленности.

В диссертации на базе теоретических и экспериментальных исследований разработана и внедрена в производство новая лазерная технология поверхностной обработки низкоуглеродистых коррозионно-стойких сталей, использование которой позволяет целенаправленно формировать высококачественные поверхностные слои деталей машин и оборудования, работающего в агрессивных средах (например, в средах с высоким содержанием водорода).

Выявленные в диссертации закономерности формирования свойств поверхностных слоев в зоне лазерного воздействия при обработке коррозионно-стойкой стали и разработанные на этой базе технические решения позволяют значительно увеличить срок службы оборудования, в том числе и взрывопожароопасного исполнения.

Важное значение для практики имеют также полученные в диссертации данные о влиянии лазерной обработки на сопротивляемость разрушению и изнашиванию деталей работающих в условиях многофакторного силового воздействия и в агрессивных средах. Установлены факторы, обуславливающие формирование оптимального микрорельефа поверхностей в зоне лазерной обработки, благодаря чему улучшаются условия трения и снижается скорость изнашивания.

Новые ресурсосберегающие и импортозамещающие лазерные технологии, технологическая оснастка и оригинальные методы экспресс -контроля качества поверхностных слоев используется при изготовлении штоков поршневых компрессоров на ООО «Астраханьгазпром». При этом экономический эффект от используемых технологий составляет ориентировочно 1,5 млн. рублей на один компрессор марки КМ-2 французского производства. В эксплуатации находится 9 компрессоров. Методы исследования и разработки, основанные на результатах исследований, используется при выполнении научно-исследовательских и опытно-экспериментальных работ в научно-производственном предприятии ООО «Агромаш», научно- исследовательском институте ОАО «ВНИИПТ химнефтеаппаратуры» и Волгоградском центре инноваций и инженеринга (ВЦИИН).

Работа выполнена в ООО «Астраханьгазпром» и «Волгоградском государственном техническом университете».

Основные результаты доложены и обсуждены на технических международных конференциях и симпозиумах, в том числе: на Международной конференции «Эффективность реализации научного и промышленного потенциала в. современных условиях» (г.Киев, 2003 г.), на отраслевом совещании главных механиков нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий России и СНГ (г. Кириши 2003г.), на международном симпозиуме «Потребители-производители насосно-компрессорного оборудо-вания» (г.Санкт-Петербург,2002 г.,2003 г.,2005г.), на международной деловой встрече по надежности компрессорных систем и экономическому мониторингу (Турция, 2002г), на научно-практической конференции (г. Пенза, 2002г.), на международном симпозиуме «Совершенствование конструкций и методов эксплуатации» (Варшава, 2002г.).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования условий лазерной обработки низко-углеродистой коррозионно-стойкой стали, определены характеристики лазерного излучения, позволяющие получать коррозионно-стойкие поверхностные слои с высоким комплексом прочностных и вязких свойств. Эти свойства формируются за счет высокой плотности дислокаций в результате фазового наклепа при высоких скоростях нагрева и охлаждения.

2. Изучено влияние режимов лазерной обработки на геометрические размеры зоны лазерного воздействия и свойства низкоуглеродистой коррозионно-стойкой стали 20X13. Установлено, что при лазерной обработке происходит смещение температур критических точек структурных превращений, что необходимо учитывать при выборе режимов лазерной обработки.

3. Показано, что на формирование микроструктуры и физико-механических свойств поверхностного слоя стали 20X13 существенное влияние оказывает степень завершенности процесса аустенизации, которая наиболее полно протекает в стали с исходной мелкодисперсной структурой, характеризующейся повышенной плотностью дислокаций.

4. Установлено, что независимо от технологических вариантов и исходного состояния стали 20X13 лазерное упрочнение повышает триботехнические свойства поверхностных слоев. Это обусловлено получением при лазерной обработке мелкодисперсной структуры малоуглеродистого мартенсита с равномерно распределенными карбидами хрома и высокой плотностью дислокаций.

5. Выявлено качественное изменение механизма разрушения при ударном изгибном нагружении обработанного лазером поверхностного слоя, по сравнению с металлом после объемной термической обработки. Это связано с торможением роста трещины при ее прохождении через слои с различными физико-механическими свойствами.

6. Испытаниями при статическом одноосном растяжении установлено, что лазерная обработка позволяет повысить не только прочностные, но и вязкие свойства стали 20X13. Эффект упрочнения объясняется формированием на поверхности своеобразного структурного высокопрочного каркаса, который препятствует протеканию пластических деформаций в материале детали.

7. Экспериментально установлена вероятность повышения стойкости к растрескиванию под напряжением в среде сероводорода, после лазерной обработки стали 20X13, по сравнению с широко применяемой в нефтегазовой промышленности коррозионно-стойкой сталью 40X13. Полученный эффект можно объяснить формированием в поверхностном слое однородной структуры малоуглеродистого мартенсита с равномерно распределенными карбидами хрома, что обусловлено полным а<-»у превращением, а также образованием на поверхности плотной защитной пленки типа (Сг,Ре)203, которая хорошо защищает материал от коррозии.

8. Разработан метод ускоренных сравнительных испытаний на износостойкость, позволяющий непосредственно на натурных деталях или образцах-свидетелях определять износостойкость структурно-неоднородного материала поверхностного слоя.

9. Разработан неразрушающий метод контроля характеристик материала детали в зоне лазерного воздействия с помощью специального образца, торцевая поверхность которого представляет собой микрошлиф.

10.Разработана и внедрена в производство ООО «Астраханьгазпром» новая технология изготовления деталей насосно-компрессорного оборудования с лазерным упрочнением.

127

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЛАЗЕРНОЙ ЗАКАЛКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ СТАЛЕЙ (20X13)

5.1. Общие рекомендации по выбору режимов лазерной обработки и параметров упрочненного слоя

Выполненные исследования показали, что лазерная обработка поверхностей деталей является эффективным методом целенаправленного формирования высококачественных поверхностных слоев деталей, работающих в условиях многофакторного воздействия.

Эффективность применения лазерной обработки в большей степени зависит от выбора оптимальных режимов обработки, правильного построения технологического процесса изготовления детали, а также от в характеристик упрочненного слоя.

С учетом этого, в диссертации разработаны общие рекомендации по выбору деталей, для которых лазерная обработка является эффективной, с точки зрения получения заданных эксплуатационных свойств.

Необходимыми этапами комплексного подхода к разработке и внедрению лазерных технологий являются:

1. Анализ критериев выхода из строя деталей, оценка предельных и допустимых состояний поверхностных слоев (разрушение, изнашивание и т.п.).

2. Классификация однотипных по условиям эксплуатации деталей, для которых главным критерием работоспособности является толщина изнашиваемого слоя, и точность трибосопряжения.

3. Анализ динамик изнашивания, оценка кинетики и механизма износа, а так же изменений характеристик поверхностного слоя в процессе эксплуатации.

4. Выбор режимов и разработка оптимальных технологических процессов лазерной обработки.

5. Разработка маршрута предварительной и окончательной механической обработки.

6. Использование разработанных экспресс-методов оценки качества поверхностного слоя, ускоренных модельных испытаний и окончательный выбор варианта технологического процесса.

Из анализа предельных состояний большой группы деталей приводов машин и оборудования следует, что чаще всего предельное состояние достигается при величине износа на диаметр 100-200 мкм. К таким деталям относятся, прежде всего, валы, оси, штока, роторы турбин и т.п., которые работают в условиях трения скольжения или качения. Предельные износы в пределах 200-600 мкм относятся к поверхностям валов, работающих в контакте с элементами уплотнений. Предельные состояния деталей с величинами износов больше указанных встречаются крайне редко. В связи с этим, используемые в промышленности методы упрочнения с помощью токов высокой частоты или химико-термической обработки, при которых толщины упрочненных слоев составляют 1500-5000 мкм, не всегда являются эффективными. Кроме того, указанные методы реализуются с высокими энергетическими затратами, приводят к деформации к короблению деталей, необходимости применения дорогостоящего оборудования для финишных операций.

Из результатов исследований, выполненных в диссертации, следует, что при мощности лазерного излучения 0,9-1 кВт в большинстве случаев обеспечиваются оптимальные структуры и свойства поверхностного слоя на толщине 600-800 мкм, что вполне достаточно для большой группы деталей машин и оборудования.

Следует отметить, что технологический процесс упрочняющей обработки, используемый в каждом конкретном случае является приемлемым и эффективным, если в результате упрочнения формируются слои оптимальной структуры и высокими значениями эффективной твердости Нэф, необходимой эффективной толщиной слоя кзф и оптимальным соотношением кэф к общей толщине слоя кг

Для ответственных деталей рекомендуется Нзф > 6000 МПа, кэф > 0,5 мм, кэф/ Ну > 0,5. Именно эти характеристики обеспечивают высокое качество и износостойкость поверхностного слоя.

На основании изложенных выше исследований и рекомендаций определяется выбор схемы расположения лазерных дорожек. Для исследуемых деталей компрессоров ООО «Астраханьгазпром» принята кольцевая схема расположения дорожек с коэффициентом перекрытия (0,5-0,7 )*//, что обеспечивает высокие качества и эксплуатационные характеристики поверхностного слоя, а также реализацию эффекта самоорганизации поверхностей трения.

Для получения общей толщины упрочненного слоя /гу > 600 мкм при лазерной обработке неизбежно оплавление поверхности, что приводит к ухудшению микрогеометрии и необходимости введения операции шлифования с припуском не более 100 мкм. После удаления части упроченного слоя его несущая способность и износостойкость не снижается.

5.2. Разработка технологических процессов лазерной обработки деталей насосно-компрессорного оборудования

С учетом результатов исследований и приведенных выше рекомендаций были разработаны новые технологические процессы лазерной обработки некоторых базовых деталей компрессоров импортного производства, находящихся в эксплуатации на ООО «Астраханьгазпром»

Разработанная типовая маршрутная технология деталей для штоков и опор скольжения приведена на рис. 5.1.

Новые технологические процессы имеют следующие преимущества:

- механическая чистовая обработка выполняется при минимальных припусках (не более 0,1мм);

- лазерная обработка выполняется при наиболее благоприятных для механической обработки свойствах поверхностного слоя, что позволяет повысить стойкость инструмента и точность размеров при использовании более оптимальных режимов резания;

- на поверхностях, не требующих упрочнения, не предусматривается введение припусков (деформации валов практически отсутствуют), что позволяет повысить коэффициент использования металла и снизить трудоемкость;

- финишное шлифование не является обязательным при лазерной закалке. Применение шлифования необходимо только при обработке с оплавлением поверхности. При этом применение уменьшенных припусков снижает необходимое число проходов и снижает трудоемкость операции;

- весь технологический процесс реализуется в неразрывной технологической цепи без печных и других процессов термообработки, в результате чего сокращается общий цикл изготовления;

- впервые технологический процесс реализуется в условиях ремонтного производства. При этом качество и свойства поверхностного слоя отремонтированных деталей существенно превышает качество изделий фирменного изготовления на специализированных заводах.

Номенклатура деталей, для которых разработаны и внедрены технологии лазерной обработки, а также типовой технологический процесс, разработанный с использованием результатов теоретических и экспериментальных исследований, приведены в приложении.

Рис. 5.1. Маршрутная технология изготовления штоков

5.3. Рекомендации по методам оценки качества и испытаний упрочненных лазером поверхностных слоев

Как было показано выше, одной из основных характеристик, определяющих эксплуатационные свойства деталей различных видов оборудования, является сопротивляемость их рабочих поверхностей износу. Основным недостатком описанных в литературе методов при определении износостойкости поверхностно-упрочненных деталей является невозможность получения характеристик триботехнических свойств на всех стадиях испытаний. Поэтому в диссертации разработан и широко опробован метод испытаний на модернизированной установке «Савин-Шкода» с использованием образца с косым срезом. Испытания позволяют получать данные о динамике изнашивания любой части слоя, износ которой соответствует допустимой или предельной величине износа детали в процессе эксплуатации. Кроме того, имеется возможность исследовать закономерности и механизм изнашивания различных зон упрочненной поверхности.

В диссертационной работе было подтверждено, что интегральной характеристикой сопротивляемости изнашиванию и разрушению поверхностно-упрочненных деталей может служить микротвердость. Поэтому оценка микротвердости является одним из самых распространенных методов при изучении комплекса физико-механических и триботехнических свойств поверхностных слоев. Опыт применения в экспериментальных исследованиях различных типов твердомеров («Суппер-Роквелл» и применение электроакустического твердомера «ТЭА-5») показал, что при нагрузке <15 кгс, твердость, измеренная на поверхности упрочненного слоя практически не отличается от твердости, полученной при измерениях на микротвердомере.

В результате исследований установлено, что незначительные изменения в режимах лазерной обработки приводят к формированию структур и толщин слоев, существенно отличающихся по характеристикам. Это указывает на то, что очень важно достоверно осуществлять контроль параметров упрочненного слоя в процессе обработки.

С этой целью в диссертации разработаны и внедрены в производство неразрушающие методы контроля качества лазерной обработки и толщины упрочненного слоя.

Учитывая, что детали газоперерабатывающего оборудования эксплуатируются в условиях многофакторного силового воздействия и, помимо износа, испытывают знакопеременные циклические нагрузки, то для оценки их надежности необходимо на стадии проектирования определить сопротивляемость поверхностного слоя к зарождению и развитию трещины. Поэтому в диссертации для этих целей был использован метод определения ударной вязкости с осциллографированием процесса разрушения.

Следует отметить, что все методы исследований и испытаний, используемые в диссертации, выбирались и разрабатывались с учетом получения наиболее достоверных данных о свойствах лимитирующих ресурс деталей оборудования взрывопожароопасного исполнения

5.4. Технико-экономические критерии внедрения лазерных технологий

Разработка технологического процесса лазерной обработки и оценка его эффективности должна включать следующие этапы:

- определение оптимальных режимов обработки;

- выбор типа оборудования;

- разработка технологической оснастки;

- корректировка режимов, с учетом предварительных испытаний и выбранного оборудования;

Расчетными параметрами процесса лазерной обработки являются диаметр фокального пятна йп, мм, диаметр закаленной зоны мм, мощность лазерного излучения Р, Вт, скорость обработки V, мм/с.

Экономическим показателем являются удельные приведенные затраты на единицу закаленной лазером площади 5: где К0 - приведенные затраты на единицу времени работы оборудования (руб./ч.), определяемые по формуле: где Си - текущие эксплуатационные затраты на 1 ч. работы лазера, руб.;

К/(Т • А) - удельные капитальные вложения на единицу времени работы лазера, руб/ч.;

Т - действительный годовой фонд времени работы лазера, час;

А ~ коэффициент использования лазера по мощности и времени;

Ен - нормативный коэффициент эффективности (Е„ =0,15).

Экономическим критерием выбора технологического варианта лазерной обработки является минимальное значение Ко , при одновременном удовлетворении технологических требований процесса.

Расчет экономической эффективности от внедрения лазерных технологий для повышения эксплуатационных свойств насосно-компрессорного оборудования показал, что применение лазерных технологий для деталей компрессоров КМ-2 французского производства позволил получить экономический эффект более 40 млн. рублей (см. приложение). Доля автора диссертационной работы составляет 20%.

125

1. Костецкий, Б. И. Поверхностная прочность материалов при трении/ Б.И. Костецкий Киев: Техника, 1976. - 296 с.

2. Алехин, В. П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов/ В. П. Алехин М.: Наука, 1983. - 280 с.

3. Агеев, В. И. Адсорбционно-десорбционные процессы на поверхности твердого тела // Поверхность.- 1984. № 3. - С. 5 - 26.

4. Иванова, В. С. Особенности поведения поверхностного слоя металлов при различных условиях нагружения/ B.C. Иванов, В.Ф. Терентьева, В.Г. Пойда Киев: Наукова думка, 1972. №3. - С. 63-83.

5. Рид, В. Т. Дислокации в кристаллах/ В.Т. Рид. М.: Металлургиздат, 1957. - 257 с.

6. Грег, С. Адсорбция. Удельная поверхность/ С. Грег, И. Синг, пер. с англ. М.: Мир, 1984.-310 с.

7. Лихтман, В. И. Физико-химическая механика металлов. Адсорбционные явления в процессах деформации и разрушения металлов/ В.И. Лихтман, Е.Д. Щукин, П. А. Ребиндер М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 303 с.

8. Бокштейн, Б. С. Термодинамика и кинетика диффузии в твердых телах/ Б. С. Бокштейн, С. 3. Бокштейн, А. А. Жуковский М.: Металлургия, 1974. -280 с.

9. Куксенова, Л. И. Перераспределение элементов в поверхностных слоях медно-алюминиевых сплавов при трении/ Л. И. Куксенова,

10. B. И. Толокольников, Л. М. Рыбакова // Поверхность, 1984. № 3. - С. 125-130.

11. Защита от водородного износа/ под ред. А. А. Полякова М.: Машиностроение, 1980.-135 с.

12. Шаповалов, Э. Т. Исследование методом ожеспектроскопии поверхностных слоев сплава ХН40МДБ после коррозии в серной кислоте/

13. C. М. Хромов, М. Ю. Устименко // Защита металлов, 1983. Т. XIX. № 1. С. 7178.

14. Рыбакова, Л. М. Трение и износ/ Металловедение и термическаяобработка : Итоги науки и техники. ВИНИТИ АН СССР.М.: 1985.-С. 150-243.

15. Камбалов, В. С. Оценка триботехнических свойств контактирующих поверхностей/ B.C. Камбалов М.: Наука, 1983. - 136 с.

16. Когаев, В. П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: Справочник М.: Машиностроение, 1985. - 224 с.

17. Иванова, В. С. Усталость и хрупкость металлических материалов\ В. С. Иванова, С. Е. Гуревич, И. М. Коньев М.: Наука, 1968. - 215 с.

18. Крагельский, И. В. Качество поверхности и трение в машинах\ И. В. Крагальский, Н. Ф. Колесниченко Киев: Техника, 1969. - 145 с.

19. Коваленко, В. С. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов/ B.C. Коваленко. Киев: Высшая школа, 1975. - 185 с.

20. Дрозд, М. С. Глубинные контактные разрушения зубьев цементованных шестерен/ М. С. Дрозд, Е. И. Тескер // Вестник машиностроения, 1974. - № 4. - С. 21-25.

21. Дрозд, М. С. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации/ М. С. Дрозд, М. М. Матлин, Ю. И. Сидякин М.: Машиностроение, 1986. -224с.

22. Лахтин, Ю. М. Химико-термическая обработка металлов/ Ю. М. Лахтин, Б. Н. Арзамасов М.:Металлургия, 1985. - 256 с.

23. Мозберг, Р. К. Материаловедение/ Р. К. Мозберг М.: Высшая школа, 1991.-448 с.

24. Лахтин, Ю. М. Азотирование стали/ Ю. М. Лахтин, Я. Д. Коган М.: Машиностроение, 1976. -254 с.

25. Прокойкин, Д. А. Химико-термическая обработка металлов. Карбонитрация/ Д. А. Прокойкин М.: Машиностроение, 1984. - 240 с.

26. Попов, A.A. Теоретические основы химико-термической обработки стали./ А. А. Свердловск: Металлургиздат, 1962. - 120 с.

27. Прокойкин, Д. А. Поверхностное упрочнение аустенитных нержавеющий сталей методом карбонитрации. В кн. Труды МВТ, 1983.-№4.-С. 9-18.

28. Козлов, В. А. Использование природного газа при химикотермической обработке инструмента и деталей машин/ В. А. Козлов, И. М. Рукина

29. Кудрявцев, И. В. Методы поверхностного упрочнения деталей машин/ И. В. Кудрявцев, М. М. Саверин, А. В. Рябченков М.: Машгиз, 1949. - 221 с.

30. Папшев, Д. Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием/ Д. Д. Папшев М.: Машиностроение, 1978. -152 с.

31. Хворостухин, П. А. Повышение несущей способности деталей машин поверхностным упрочнением/ П. А. Хворостухин, С. В. Шишкин, А. П. Ковалев, Р. А. Иймаков М.: Машиностроение, 1988. - 144 с.

32. Торбило, В. М. Алмазное выглаживание/ В. М. Торбило М.: Машиностроение. 1972. - 104 с.

33. Куликов, О. О. Пути снижения усилий обкатки роликами, необходимых для достижения высокой прочности ступенчатых валов // Материалы научн.-техн. конф: Повышение прочности деталей машин поверхностным деформированием. Пермь, 1967. - С. 154-162.

34. Балтер, М. А. Упрочнение деталей машин/ М. А. Балтер М.: Машиностроение, 1978. - 184с.

35. Серенсен, С. В. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность/ С. В. Серенск, В. П. Когаев, Р. М. Шнейдерович М.: Машиностроение, 1975. - 488 с.

36. Аскинази, Б. М. Упрочнение и восстановление электромеханической обработкой/ Б. М. Аскинази М.: Машиностроение, 1989. - 200 с.

37. Трение, изнашивание и смазка. Справочник, под ред. Крагельского И. В. и Алисина В. В. М.: Машиностроение, 1979.-Т.2. - 358 с.

38. Аскинази, Б. М. Упрочняемость деталей машин электромеханической обработкой // Вестник машиностроения, 1981. № 1. - С. 19-21.

39. Любарский, И. М. Металлургия трения/ И. М. Любарский, Л. С. Палатник М.: Металлургия, 1976.-176с.

40. Панчеха, Ю. С. Об увеличении коррозийной стойкости стали для гидроцилиндров механизированной крепи/ Ю. С. Панчеха, Ю. Л. Шахмейстер,

41. Т. В. Долгова // Сб. трудов горного института им. A.A. Скончинского. Вып. 220. Создание и повышение надежности горношахтного оборудования. -М.: 1983.-С. 97-101.

42. Рыкалин, Н. Н. Основы электроннолучевой обработки материалов/ H.H. Рыкалин, И. В. Зуев, А. А. Углов М.: Машиностроение, 1978. - 240 с.

43. Иванов, Г. П. Технология электроискрового упрочнения материалов и деталей машин/ Г. П. Иванов М.: Машгиз, 1961. - 303 с.

44. Крутянский, М. М. Применение плазменного нагрева/ М. М. Крутянский, А. А. Никулин М.: Энергия, 1964.

45. Рыкалин, Н. Н. Лазерная обработка материалов/ Н. Н. Рыкалин, А. А. Углов, А. Н. Конора М.:Машиностроение, 1975. - 296 с.

46. Итин, В. И. Поверхностное упрочнение сталей при воздействии интенсивного импульсного электронного пучка/ В. И. Итин, Н. Н. Коваль, и др. //ФиХОМ, 1984.-№6.-С. 119-122.

47. Ольшанский, И.А., Повышение долговечности легированных сталей путем оплавления их поверхности электронным лучом/ И. А. Ольшанский, А. В. Михайлов, В. А. Кривоносов, И. И. Трусова // МиТОМ, 1984. № 9. - С. 30-31.

48. Паньков, Н. П. Износостойкость деталей после электроискрового упрочнения/ Н. П. Паньков //Вестник машиностроения, 1955. № 2. - С. 41-44.

49. Митхевич, С. П. Износостойкость чугуна после механизированной электромеханической обработки бронзой/ С. П. Митхевич // Сб. научи. Трудов ФТИ АН БССР, вып. 4. Минск: Изд-во АН БССР, 1958. - С. 189-193.

50. Чатынян, Л. А., Лазаренко Н.И. Повышение износостойкости поверхностей трения, работающих при высоких температурах, электроискровым легированием/ Л. А. Чатынян, Н. И. Лазеренко // Электронная обработка металлов, 1966. № 2. - С. 33-38.

51. Белый, А. В. Применение ионного легирования для повышения эксплуатационных характеристик деталей машин и оборудования/ А. В. Симонов, С. К. Ших Минск: БелНИИНТИ, 1985. - 44 с.

52. Копецкий, Ч.В. О некоторых направлениях развитияматериаловедения/ Ч. В. Копецкий, А. Ф. Вяткин // Вестник АН СССР, 1982. -№ 1.-С. 47-56.

53. Городецкий, А. Е. Формирование коррозионно-защитных слоев на титане методом ионной имплантации палладия/ А. Е. Городецкий, М. И. Гусенова, Н. Д. Томащов // Поверхность: физика, химия, механика, 1982. № 3. - С. 83-88.

54. Владимиров, Б. Г. Повышение циклической прочности металлов и сплавов методом ионной имплантации/ Б. Г. Владимиров, М. И. Гусенова, С. М. Иванов // Поверхность: физика, химия, механика, 1982. № 7. - С. 139-147.

55. Hedlond Donald F. Laserin Actinn. // Frod End., 1974, 20, № 2. P. 21-24.

56. Григорьянц, A. Г. Основы лазерной обработки материалов/ А. Г. Григорьянц М.:Машиностроение, 1989. - 304 с.

57. Рыкалин, Н. Н.Лазерная обработка материалов\ H. Н. Рыкалин, А. А. Углов, А. Н. Кокора М.:Машиностроение, 1975. - 296 с.

58. Кришталл, М. А. Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера/ М. А. Кришталл, А. А. Жуков, А. Н. Кокора М.: Металлургия, 1973. - 192 с.

59. Григорьянц, А. Г. Методы поверхностной лазерной обработки/

60. A. Г. Григорьянц, А. Н. Сафонов Кн. 3. -М.: Высшая школа. 1987. - 191 с.

61. Григорьянц, А. Г. Основы лазерного термоупрочнения сплавов/ А. Г. Григорьянц, А. Н. Сафонов, Кн. 6. М.: Высшая школа, 1988. - 159 с.

62. Гурьев, В. А. Особенности формирования микроструктуры и свойств поверхностного слоя нормализованной среднеуглеродистой стали 40 при лазерной обработке/ В. А. Гурьев, Е. И. Тескер // ФиХОМ, 1993. № 4. - С. 105109.

63. Андрияхин, В. М. Расчет поверхностной закалки железоуглеродистых сплавов с помощью технологических СОг-лазеров непрерывного действия/

64. B. М. Андрияхин, В. С. Майров, В. П. Якушин // Поверхность: физика, химия, механика, 1983.-№6, 140-147с.

65. Коваленко, В. С. Лазерное и электроэрозионное упрочнение металлов/ В. С. Коваленко, А. Д. Верхотуров, Л. Ф. Головко, И. А. Подчерняева -М.:1. Наука, 1986.-276с.

66. Металловедение и термическая обработка стали. Справочник/ Под ред. М. П. Берштейна и А. Г. Райхштадта М.: Металлургия, 1991. - 304 с.

67. Рентгенография. Спецпрактикум. Авдюхина В. М., Батсурь Д. А., Зуюенко В. В., и др./ Под общ. ред. А. А. Канцельсона М.: Изд-во Московского университета, 1986.-240 с.

68. Фридман, Я. Б. Строение и анализ изломов/ Я. Б. Фридман, Т. А. Гордеева, А. М. Зайцев М.: Машгиз, 1960.-128 с.

69. ГОСТ 9450-76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников.

70. Новые методы оценки сопротивления металлов хрупкому разрешению/ Пер. с англ. Под ред. Ю. Н. Работнова М.: Мир, 1972. - 439 с.

71. ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытаний на ударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенной температурах.

72. Самотугин, С. С. Определение характеристик трещиностойкости углеродистых сталей, упрочненных плазменной струей/ С. С. Самотугин, К. А. Лещинский, И. И. Пирч // Заводская лаборатория, 1985. № 7. - С. 60-64.

73. Хецберг, Р. В. Деформация и механика разрушения конструкционных материалов/ Р. В. Хецберг М.: Металлургия, 1989. - 576 с.

74. Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов. Справочное пособие. Методы исследования механических свойств металлов. Под общ. ред. А. Т. Туманова М.: Машиностроение, 1974.-Т.2.-320с.

75. Дагис, 3. С. Способ определения износостойкости покрытия. // A.c. №862049. Опубл. ВБ.И., №33.-1981.

76. Дорофеев, А. П. Измерение толщины покрытий с помощью вихревых токов/ А. П. Дорофеев, Г. А. Любашов, Ю. Я. Останин М.: Машиностроение, 1975.

77. Григулис, Ю. К. Электромагнитный метод анализа слоистых полупроводниковых и металлических структур/ Ю. К. Григулис Рига: Знание, 1970.

78. Вязмина, Т. М. Получение однородного закаленного слоя при лазерной обработке стали 9х/ Т. М. Вязмина, А. Н. Веремеевич, И. А. Иванов и др. // ФиХОМ, 1988. №6. -С. 63-66.