автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.07, диссертация на тему:Разработка методики оценки свойств сталей после лазерной поверхностной закалки

Иа правах рукописи

pre ол

РГ6 од ЕРИЦЯН Степан Лаврентьевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ СВОЙСТВ СТАЛЕЙ ПОСЛЕ ЛАЗЕРНОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЗАКАЛКИ

Специальность 05.03.07 - Оборудование к технология лазерной обработки

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-1999

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете им. Н.Э.Баумана.

Научный руководитель - проф., д.т.н| Сафонов А.Й\

Официальные оппоненты - д.т.н., проф. Крапошищ В.С.

K.T.H., доц. Тарасова Т.Н.

Ведущее предприятие Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН

Защита диссертации состоится О " ¿-у? 2.000 г. в -/L^ часов на заседании диссертационного сонета К 053.15.03 в Московском государственном университете имени Н.Э. Баумана по адресу: 107005, Москва, 2-ая Бауманская ул., д.5.

Ваш отзыв на автореферат в 1 экз., заверенный печатью, просим выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГГУ им. Н.Э.Баумана.

Телефон для справок 267-09-63

Автореферат разослан ". 1999 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТА к.т.н., доцент

Гирш В.И.

Подписано к печати {¡${29$. Объем 1 п.л. Заказ № 47Ц

Тираж 100 экз. ' Тнп.МГГУ

Актуальность проблемы. За последние годы накопилось достаточно большое количество работ, исследований и данных в области лазерной термической обработки металлов.

Имеется ограниченное количество работ, в которых устанавливаются закономерности формирования свойств материалов после поверхностной лазерной закалки.

В настоящее время назрела необходимость систематизированной обработки и обобщения данных в области лазерной термической < вработки. Создание такого рода методики позволит существенно сократить временные затраты как при исследовании новых металлов, так и для получения полных оперативных сведений об имеющихся данных.

Разработка данного направления осуществляется с применением современных вычислительных комплексов.

Таким образом, такая методика является алгоритмом для создания САПР по лазерной термической обработке и является актуальной на данном этапе.

Одним из важнейших эксплуатационных показателей деталей машин является сопротивление усталости. В настоящее время имеется достаточно ограниченное число работ, посвященных исследованию сопротивления усталости (особенно для деталей тел вращения) после лазерной закалки. Поэтому исследование сопротивления усталости для деталей тел вращения с различными концентраторами в условиях сложного нагружения при разнообразных видах лазерной закалки является также чрезмерно актуальной задачей.

Цель работы. 1. Создание методики и алгоритма установления достоверных взаимосвязей структуры, твердости р режимов лазерной обработки с целью организации оперативного и пополняемого компьютерного банка данных для лазерной термической обработки до- и заэвтектоидных классов сталей.

2. Установление закономерностей сопротивления усталости в условиях сложнонапряженного состояния для деталей (сталь 45) тел вращения гладких образцов и образцов с различными концентраторами, обработанных при разнообразных схемах лазерного воздействия.

Методы исследования. Методами исследования в данной работе явились:

1. Сбор, анализ и сравнение существующей информации. 2. Современные методы микроструктурных исследований образцов, обработанных лазером. 3. Методика обработки данных при помощи корреляционного и регрессионного анализов с применением ЭВМ.

Научная новизна состоит в установлении следующих закономерностей формирования свойств поверхности до- и заэвтектоидных сталей при лазерной закалке: - распределение микротвердости по глубине в до- и заэвтектоидных сталях после лазерной закалки для всех модифицированных слоев описывается уравнениями прямых линий;

- для сталей с содержанием углерода С от 0,2 до 0,8% для первого слоя, полученного при закалке из жидкой фазы, микротвердость возрастает с увеличением содержания углерода в стали. При последующем увеличении содержания углерода в стали выше 0,8% значения микротвердости слоев, образованных как при закалке из жидкого, так и из твердого состояния, падают. Для второго слоя, полученного путем закалки из твердой фазы, значения микротвердости и интервале 0,2 -1 % С увеличиваются;

- аналитические взаимосвязи между параметрами глубины закаленного слоя И, скоростью (в пределах 25-83 мм/с) и мощностью в пределах (0,75-1,5 КВт) при лазерной зккалке сталей 45, 40Х, ШХ15 и чугуна носят однотипный, но нелинейный характер;

- повышение сопротивления усталости и усталостной долговечности всех образцов, обработанных лазерным излучением в процентном соотношении составляег от 10 до 40% в зависимости от типа образца, марки стали, концентратора и критерия нагружения г/о (параметр, показывающий влияние касательных напряжений т на переменное нормальное напряжение о, возникающее от изгиба у валов передаточных механизмов);

- для проведения более детального сравнительного анализа между одинаковыми типами образцов, обработанных и необработанных лазерным излучением для стали 45 при т/а = 1 и т/а = 0 разработана достаточно простая и удобная методика перерасчета усталостных параметров.

Практическая ценность работы.

1. Разработан алгоритм создания системы САПР лазерной обработки материалов на основе методов регрессионного анализа, который позволяет оперативно и объективно получать и пополнять информацию о лазерных технологических процессах обработки различных материалов.

2. На основе вышеуказанной системы проведен анализ и установлены закономерности формирования свойств сталей, которые позволяют значительно уменьшить объем экспериментальных исследований для других видов материалов при разнообразных способах лазерной обработки, а также априорно прогнозировать ожидаемые результаты лазерной обработки. Указанная методика может быть использована в производственных, научно-исследовательских и учебных целях.

Апробация работы. По основным разделам работы сделаны доклады на научном семинаре кафедры МТ-12 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 7-й международной научно-технической конференции "Лазеры в науке, технике, медицине", 5-ой международной конференции "Лазерные технологии - 95", г. Шатура, 11-м кошрессе международной федерации по термической поверхностной обработке, Флоренция, 1998г.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе и приложения. Выполнена на 253 машинописных листах, содержит 27 рисунков, 25 таблиц и 142 наименований использованных литературных источников.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава. Приведены результаты исследования структур зоны лазерного воздействия сталей при лазерной обработке, приводящей к образованию различных слоев с различными микроструктурными составляющими, которые образуются в результате нагрева - охлаждения до разных температур соответствующих слоев, расположенных на различных глубинах. Как отмечается в большинстве работ, в общем случае наблюдаются зри слоя с принципиально различными по природе фазовыми превращениями. В подавляющем большинстве случаев основное внимание обращено на изменение в мартенсите, который является одной из основных структурных составляющих.

Проведенный анализ позволяет сделать вывод, что при лазерной закалке линии, разделяющие зоны феррита и мартенсита, пакетного и пластинчатого мартенсита и остаточного аустеннта сдвигаются в сторону меньшего содержания углерода, что приводит к появлению в структуре сталей пакетного мартенсита и повышению содержания остаточного аустенита в высокоуглеродистых сталях.

Анализ ряда работ позволил сделать предварительный вывод о том, что чем выше содержание углерода, тем выше микротвердость сталей после лазерной закалки.

Исследовано влияние важнейших параметров (мощность излучения Р или плотность ихтучення (), скорость обработки V, частота следования импульсов) на глубину Ь закаленного слоя и свойства сталей. В большинстве рассмотренных работ приведены сведения о влиянии режимов лазерной обработки и отмечено, что глубина и ширина ЗЛВ уменьшаются при увеличении скорости обработки и возрастают при увеличении мощности излучения. При увеличении мощности при постоянных значениях скорости обработки и диаметра пятен или при уменьшении обработки при постоянных значениях энергетических параметров глубина и ширина ЗЛВ возрастает. В работах отмечается также ,что характер изменения геометрических размеров для большинства исследованных сплавов от режимов обработки существенно нелинейный.

Общий анализ данных вышеуказанных взаимосвязей позволил сделать вывод о том, что имеется ограниченное количество работ, где сделана попытка систематизации и выявления характера и количественной оценки вышеупомянутых взаимосвязей.

Влияние режимов лазерной обработки на характер распределения микротвердости по глубине для различных сталей различно. Довольно много работ, посвященных изучению микроструктуры и микротвердости сталей, а также всех факторов, влияющих на них. Большинство данных разрознено, но в некоторых случаях представляется возможным выявить довольно точные зависимости.

Анализ литературных данных в области сопротивления усталости обработанных лазером сталей выявил достаточную разрозненность и ограниченность исследований в этой области. Не имеется данных по изучению сталей, обработанных лазером при различных схемах и испытанных при различных вариантах сложно-напряженного состояния.

Вторая глава посвящена оборудованию и методам лазерной обработки, оборудованию и методикам для исследования микроструктуры и усталостных испытаний.

В работе при проведении экспериментов использованы непрерывный ИАГ-лазер с выходной Мощностью 300 Вт, а также СО2 - лазеры мощностью до 2 КВт.

Измерение микротвердости по глубине образцов проводились на приборе 11МТ-3 при нагрузке на индикаторе 0,5Н. Измерение проводились на глубину до 1,4 мм. Изучались зависимости мкроструктуры, глубины, шероховатости и микротвердостн обработанных поверхностей от таких технологические параметров ЛТО, как мощность излучения, скорость обработки V. коэффициент перекрытия Кн и диаметр пятна с1. Проведено сопоставление расчетной глубины закаленного слоя с величиной, полученной поел« структурных изменений. С этой целью для различных видов сталей былт обработаны торцевые плоскости (На = 0,6 мкм) 10 - 14 цилиндрически) образцов (для каждого вида стали и исследования соответственно), которьи представляли собой цилиндрические прутки высотой 16 мм и диаметром 2'. мм. Перед термообработкой на торцы образцов было нанесено поглощшоща сажесодержащее покрытие (черная тушь).

Исследование сопротивления усталости материалов включае построение кривых усталости в широком диапазоне чисел циклов в областя мало- и многоцикловой усталости по результатам проведсни соответствующих испытаний.

Для испытания на усталость использовалась испытательная машин: сконструированная на кафедре "Детали машин" "Ереванског политехнического института им. К. Маркса". Исследуется сопротивлсни усталости палов (с концентраторами и без концентраторов нз стали марк 45, обработанных лазером при различных схемах и испытанных в условия сложно-напряженного состояния при т/а = 1 и при т/а = 0. Для этой цел были обработаны лазерным непрерывным излучением валы - гладкий, галателыо и поперечным центральным отверстием. Обработанные лазеро при соответствующих схемах цилиндрические образцы были подвергнут многоцикловым усталостным испытаниям.

Всего проведено 12 серий испытаний на усталость при числе образц< внутри каждой серии п = 17-22.

Третья глава посвящена разработке методики для статистическс обработки экспериментальных данных по лазерной закалке сталей.

Процесс лазерной закалки сталей непрерывным излучением заключается в локальном нагреве движущимся по поверхности сфокусированным лучом и в бистром охлаждении за счет теплопроводности вглубь детали. Результаты экспериментов показали, что локальный характер воздействия лазерного луча и сравнительно высокий градиент охлаждения поверхностных слоев приводят к более значительному повышению микротвердостн, чем при известных методах термообработки.

Наличие большого спектра неравновесных составляющих микроструктуры, свойственное мало-, средне- и высокоуглеродистым сталям, неравномерность распределения плотности энергии излучения в сечении луча, различная отражательная способность поверхности и инструментальные возможности метода измерения микротвердости приводят к значительному рассеянию опытных данных, а иногда и к противоречивой предварительной информации об эффективности метода лазерной закалки, что затрудняет установление количественных связей между характеристиками физико-механического состояния поверхностных слоев и ряда факторов конструктивного, технологического и эксплуатационного характера, а также оптимизацию процесса лазерной закалки.

Для выполнения статистических расчетов необходимо установить закон распределения исследуемых величин. В одних случаях он определяется теоретически на основе выбранной модели изучаемого процесса, а в других -может быть выбран априорно. Наиболее доступен графический метод с применением вероятностных сеток, которые, обладая определенной наглядностью все же не могут стать количественной оценкой для принятия того или иного закона распределения. Для этого существует ряд достаточно строгих аналитических решений - критериев согласия результатов наблюдений выбранному типу гипотетического распределения, точность оценки которых зависит от многих факторов и в первую очередь от объёма выборки п. Применение каждого из них ограничено определенными условиями, поэтому для создания универсальной расчетной методики следует разработать комплекс вычислительных и графических процедур, который позволит независимо от действующих факторов производить обоснованную оценку соответствия исследуемой выборки предполагаемому закону распределения при заданном уровне надежности вывода. Рассеяние большинства экспериментальных данных подчиняется нормальному или логарифмически нормальному закону распределения, что позволяет при оценках использовать аппарат теории вероятное ген для этого закона. Характеристики механических свойств материалов являются случайными величинами, в большинстве подчиняющимися нормальному закону распределения, что позволяет при установлении количественных связей между ними и рядом факторов конструктивного, технологического и эксплуатационного характера воспользоваться аппаратом корреляционного и регрессионного анализа, который подробно разработан для различных расчетных схем и величин, включающих в себя стохастические и

детерминированные составляющие. В настоящее время в ли схемы введены новые критерии, позволяющие с высокой надежностью оценить вариацию каждого из параметров уравнения регрессии и интегрально учитывать влияние большинства случайных факторов на результаты вычислений, а использование линеаризующих преобразовании расширяет возможности метода и охватывает большую группу задач, описываемых криволинейной связью. Для выполнения трудоемких, но легко поддающихся алгоритмизации статистических вычислений еще в 70-е годы были разработаны стандартные и специальные программы, которые, естественно, не учитывают нововведения в данной области и не соответствуют современным требованиям.

В данной работе разработаны комплексный вычислительный алгоритм и программа для реализации метода корреляционного и регрессионного анализа для случаев, когда наблюдается линейная связь и постоянство дисперсии между переменными (у, х), предложена оптимизация линеаризующего преобразования с использованием большой группы преобразующих функций и = Г (у).

Г>га задача решается постановкой и изучением значений массовых экспериментов, в процессе которых, варьируя режимными и технологическими параметрами лазерной закалки, устанавливают уровни изменения микротверд остей и с учетом нормальности распределения производят предварительную статистическую обработку результатов (создание вариационных рядов значений твердости Н и отбрасывание резко выделяющихся результатов измерений согласно критерию Смирнова для использования аппарата корреляционного и регрессионного анализа. Установление количественных связей между значениями

микротвердости поверхностных слоев и глубиной, а также режимными и технологическими параметрами лазерной закалки реализовано согласно программе, которая составлена на языке БЕЙСИК и включает в себя: а) общую часть, реализующую линеаризующие преобразования и выбор оптимальной преобразующей функции; подпрограмму для обработки данных при ограниченном (п <, 50) и большом (п > 50) объемах выборхи; в) подпрограмму для графической оценки медианной линии регрессии и ее 95 процентной доверительной области. В общей части введен пакет, состоящий из 17 групп функций (237 вариантов), реализующих преобразование переменных (у, х) на (и, V) с разным градиентом линеаризации. Это позволяет расширить возможности линейной регрессии и охватить группу двумерны> статистических задач, описываемых криволинейной связью и перейти от сложных статистических вычислений к более доступным и простым, дл> которых подробно разработана методика определения доверительных границ Расчеты доводятся до определения выборочного коэффициента корреляции г Из 237 вариантов выбирается линеаризующая функция, которая обеспечивав! значение /г «»»/, и вычисления завершаются в новой системе координат (у-х) При необходимости, путем несложных дополнительных вычислен^

возможна графическая трансформация медианной линии регрессии и ее доверительной области в обычной системе координат (у-х).

Данная статистическая методика исследования позволяет автоматизировать процесс обработки результатов микроструктурных измерений, реализовать количественную оценку технологических параметров процесса лазерной закалки и при наличии комплексного программного обеспечения одно- и двумерных статистических задач, часто встречающихся при механических испытаниях, стать основой для создания САПР в испытательной технике. Эта методика использована далее для обработки результатов микроструктурных измерений, а также для обработки результатов усталостных испытаний. Доказана применимость методов корреляционного и регрессионного анализа для обработки данных микрострукгур11 ых исследований.

В четвертой глаас дан анализ зависимостей характеристик закаленных лазером сталей, полученных методом статистической обработки данных с учетом происшедших после лазерной закалки процессов.

Одним из важнейших показателей, характеризующих структуру стали, является микротвердость. Для определения связей распределения микротвердости различных слоев в сталях рассмотрено большое количество собственных и литературных экспериментальных данных. Произведен анализ и обобщение соответствия, экспериментальных кривых структурным процессам при лазерной обработке, изучена комплексная взаимосвязь поведения значений микротвердости в соответствующих слоях с соответствующими микроструктурными показателями.

При этом исследовались низко-, средне- и углеродистые стали. В качестве доэвтектоидной стали принята сталь марки 20. .Полная графическая интерпретация и модель состояния процесса для стали данного класса представлена на рис. I.

Рис.1. Модель изменения микроструктуры и твердости по глубине вдэвтектоидной стали.

Н Мбоо

11

Составлены таблицы выборочных собственных данных, а также данных различных исследователей о распределении микротвердости по слоям, причем каждое первое значение соответствует началу, а последнее - концу соответствующего слоя (для последующей статистической обработки).

Обработка результатов эталонных (согласованных с учетом происходящих процессов) значений распределения твердости по глубине слоев показала, что в общем случае зависимости распределения всех выявленных вышеуказанных слоев описываются прямыми линиями при достаточно высоких коэффициентах корреляции (Я = 0,93-0,99). Этот факт дает возможность анализа связи микротвердость - структура и вывода комплексного параметра, показывающего характер и градиент поведения микротвердости в связи с микроструктурными превращениями. Таким параметром в уравнениях линий является тангенс угла наклона или угол наклона прямой а. Таким образом, выведен характер и дана количественная оценка распределения микрогвердости по глубине всех образующихся слоев после лазерной закалки.

В качестве представителей среднеуглеродистых сталей выбраны стали марок 40,45 и 50. Структура для этого класса сталей состоит также из четырех условных слоев с различными микроструктурными составляющими. Анализ структур и сопоставление результатов распределения микротвердости аналогичен для предыдущего класса сталей.

Выборка эталонных данных для последующего корреляционного и регрессионного анализа составлена для четырех слоев.

Статистическая обработка данных, по программе, описанной в главе 2 показала, что как и для малоуглеродистых сталей, распределенш микротвердости среднеуглеродистых сталей в соответствующих слоя) описывается прямыми линиями. И для этого класса сталей получеш количественное описание микроструктур и выведен комплексный параметр.

Далее проведрно детальное изучение свойств слоев, образующихся посл< лазерной термической обработки углеродистых сталей с содержание* углерода до С 0,8%. В качестве типичного представителя этого класс; выбрана сталь У8.

Исследование экспериментальных данных и структур, а также и: обработка для класса углеродистых сталей с содержанием углерода 0,98 д< 1,2 % производилась аналогично указанным для предыдущих классов сталей В качестве типичных представителей этого класса выбраны стали У10 и У12.

Выявление и разграничение слоев с различными физическим сущностями, получение количественной взаимосвязи распределени микротвердости в пределах каждого слоя позволяет полностью оценит картину механического состояния каждого слоя после лазерной закалки планировать технологическое состояние поверхности. Кроме того, така количественная оценка процессов служит основой для создания базы данны по термической лазерной обработке металлов.

В данной глапе также приведен анализ зависимости микротвердости слоев от процентного содержания углерода в сталях от 0,2 до 1,2 %, а также приведены графические интерпретации зависимостей, которые представлены на рис.2.

б)

1 ООО 600

1200 1000 еоо х еоо 400 1 200 *...... ' ' ......... ; • ----------------]

..........

: ч

: ч ч '

................ *................"V *

0.7 0 4 * С 1 12

700 • 600 900 400 300 4 700 -100

ч

\

0.2

0 4 1

% С

Рис.2. Зависимость мнкротсердостп слоев ( а-закалка из жидкой фазы, б-закалка из твердой фазы, в- закалка из твердой фазы-переходный слой) от процентного содержания углерода в сталях от 0,2 до 1,2 %.

Следующим немаловажным этапом исследования в данной главе является установление единой количественной взаимосвязи влияния режимов (скорость обработки V, мощность обработки Р) в определенных интервалах значений на глубину зоны лазерного воздействия И для сталей марок 45, 40Х, ШХ15,чугуна ХНМЧ. Исследование взаимосвязей для всех исследуемых классов сталей проводилось в пределах значений Р= 0,75; 1,0; 1,25; 1,5 КВт, диаметр пятна ё = Змм, V = 25 - 83 мм/с.

На основе анализа собственных и экспериментальных данных была выдвинута математическая модель взаимосвязи Ь-Р-У, которая далее была подтверждена статистическими расчетами (метод нелинейной регрессии) с высокой степенью коэффициента детерминации К2 = 0,93 - 0,94. Показано, что характер данных взаимосвязей нелинейный, но однотипный. Установленные количественные (статистически подтвержденные) взаимосвязи между параметрами Ь-Р-У представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Количественные взаимосвязи между параметрами Ь-Р-У

Ст.40,45,50 Ь=( 0,2918+ 10,338/ V )Р- 0,1908 К/Ч),94233

Ст. 40Х Ь=( 0,3765+ 11,113/ V )Р-0,2306 Я2=0,93877

ХНМЧ, чугуны Ь=( 0,166+ 5,811/ V )Р-0,0541

Ст.- ЦIX 15 Ь=( 0,201+ 10,7608/ V )Р-0,188 Я2=0,93377

В питоГ> главе исследуются усталостные характеристики после лазерной закалки, рассматриваются вопросы влияния лазерной термообработки на сопротивление усталости деталей типа вал с концентраторами и без концентраторов из стали марки 45 в условиях слошюнапряженного состояния н чистого изгиба. Для каждой схемы усталостных испытаний образцов приведены значения сопротивлений усталости аналогичных образцоз, не прошедших лазерную термическую обработки. Графические интерпретации результатов экспериментов представлены на рисунках. Полная обработка данных по сопротивлению усталости до и после лазерной закалки по корреляционному и регрессионному анализу представлена в приложении к диссертации.

Установлено, что имеет место повышение сопротивления усталости и усталостной долговечности всех образцов, обработанных лазерным излучением, достигающее от 10 до 40% в зависимости от типа образца, марки стали, концентратора и критерия нагрузки т/сг. Для стали 45 при т/а = 1 и т/а = 0 предложена достаточно простая и удобная методика перерасчета ус: алостных параметров. Так, общий вид кривой усталости выглядит так:

а - а ук + Ь ^ N уь где N - долговечность, а- напряжение, 1 - параметр, ] - показатель т/а, к - указатель типа термообработки, а и Ь- постоянные коэффициенты уравнения. Приравняв два уравнения кривой -одно для случая обработки лазером, другое для случая без обработки и оставляя при этом постоянным один из параметров, а именно о или N выведены коэффициенты, показывающие эффективность влияния лазерной закалки на сопротивление усталости образцов. В качестве такого коэффициента выбран и определен параметр относительной прочности а$ = оя / а„

(где ст., - ограниченный предел выносливости после лазерной обработки, а ст„ -для необработанной лазером поверхности при одинаковых прочих условиях, причем Ы|=солх1) и относительной долговечности Ом=Мл/Ы (где Ыл и N циклическая долговечность после лазерной обработки и для необработанного образца соответственно а^сог^). Эти коэффициенты количественно показывают эффективность влияния лазерной обработки на ст и N соответственно. При этом прологарифмировав эти параметры соответственно получим: ^ст=^стл-^ст , стл=ст=соп51 и 1§стм=1^л-1§Ы, где N,-N=««151. Значения коэффициентов эффективности влияния лазерной обработки Сты представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Значения коэффициентов эффективности влияния лазерной обработки Стк

Гладкий образец т/ст = 1 ^стк= 0.2212 ^N + 4.352

Галтель т/ст = 0 1цстм= 1.432 - 0.776

Галтель т/ст = 1 ^Стм= 2.541 ^ + 0.134

Сквозное отверстие т/ст = 0 к>стц= 0.053 1.557

Сквозное отверстие т/ст = 1 ^стм= 1.894 1^+1.503

В шестой главе на основе примененной и разработанной методики обработки результатов предлагается создание модульной базы данных по лазерной термической обработке. При создании компьютерной базы данных эта методика позволяет применять математические количественные соотношения, которые дают возможность получения ■ оперативной информации о процессах. Кроме того, открывается возможность оперативного построения графических интерпретаций процессов на экране компьютера. В качестве одной из составных частей данной программы предлагается использовать программу корреляционного и регрессионного анализа. Таким образом, предлагаемая база данных должна состоять из следующих взаимосвязанных и вместе с тем сепаративных модулей:

1. модуль статобработки данных и вывода регрессионных зависимостей;

2. модуль ввода, вывода и хранения данных по типу стали, режимам и виду термической обработки;

3. модуль графической и количественной интерпретации зависимостей;

4. модуль фотографической информации/фотография микроструктур;

5. модуль для хранения и мобильного использования всей обработанной информации.

Программная база имеет как возможность использования накопленных данных, так и обработки новых данных с последующим их добавлением к имеющейся базе данных, а также ее изменение.

Общая структура работы и процедура использования программы с базой данных для пользования должна быть произведена следующим образом согласно следующей иерархической цепочке:

1 - тип и марка стали;

2 - вид лазерной обработки (импульсная или непрерывная, типы обработки);

3 - режимы (с покрытием или без, с перекрытием или без, плотность мощности, скорость);

4 - количественные взаимосвязи по слоям и их графики;

5 - вывод структурных фоторисунков слоев.

Такое иерархическое меню для поиска необходимой информации позволяет существенно сократить временные затраты и автоматизировать процесс получения необходимой оперативной информации на производстве. Такими производствами могут быть цеха по термической обработке при любом машиностроительном или ином предприятии, где используется лазерная и другая термическая обработка изделий. Данная программа с базой может быть использована также в исследовательских, справочно-ннформационных и учебных целях.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана и предложена статистическая методика корреляционного и регрессионного анализа, которая позволяет автоматизировать процесс обработки результатов микроструктурных измерений, реализовать количественную оценку технологических параметров процесса лазерной закалки и при наличии комплексного программного обеспечения одно-, двумерных и трехмерных статистических задач, часто встречающихся при механических испытаниях, стать основой для создания САПР в испытательной технике. Эта методика использована далее для обработки результатов микроструктурных измерений, установления взаимосвязи между режимами лазерной обработки и глубиной закалки, а также для обработки результатов усталостных испытаний.

2. Показано, что распределение микротвердости по глубине в до- и за -эвтектоидных сгалях после лазерной закалки для всех модифицированных слоев описывается уравнениями прямых линий, что дает возможность анализа связи микротвердость - структура и вывода комплексного параметра, показывающего характер и градиент поведения микротвердости в связи с микроструктурными.превращениями.

3. В результате исследования мало-, средне-, высокоуглеродистых сталей выявлены, показаны и разграничены слои с различными физическими сущностями и получены количественные взаимосвязи распределения микротвсрдости в пределах каждого слоя. Такое исследование позволяет полностью'оценивать картину механического состояния каждого слоя после лазерной закалки и планировать технологическое состояние поверхности. Такая количественная оценка процесса может послужить основой для создания банка данных по термической лазерной обработке металлов.

4. Выявлено, что для сталей с содержанием углерода от 0,2 до 0,8% для первого слоя, полученного при закалке из жидкой фазы, микротвердость возрастает с увеличением содержания углерода в стали. При последующем увеличении содержания углерода в стали выше 0,8 % значения, микротвердости в этом слое падают. Для второго слоя, полученного путем закалки из твердой фазы, значения микротвердости на всем интервале 0,2- 0,8 % увеличиваются. При увеличении содержания углерода в сталях от 0,8% значения микротвердости для всех образующихся слоев уменьшаются.

5. Проведен анализ экспериментальных данных и их регрессионных зависимостей для некоторых классов сталей (45, 40Х, 111X15, Чугун), иллюстрирующих влияние режимов лазерной закалки на твердость и на размеры упрочненных зон.

Установлены аналитические взаимосвязи между параметрами глубины закаленного слоя Ь, скоростью (в пределах 25-83 мм/с) и мощностью в пределах (0,75-1,5 КВт) лазерной закалки для сталей 45, 40Х, ШХ15, чугуна ХНМ.

6. Дана усовершенствованная кинематическая схема испытательной машины для сопротивления усталости валов при сложно-напряженном состоянии, позволяющая облегчить и ускорить процесс замены образцов, а также предотвратить ослабление усилия зажима образца в процессе всего испытания.

7. Выявлено повышение сопротивления усталости и усталостной долговечности всех образцов, обработанных лазерным излучением. Это повышение составляет от 10 до 40% в зависимости от типа образца, марки стали, концентратора и критерия нагружения т/а.

Для проведения более детального сравнительного анализа между одинаковыми типами образцов, обработанными и необработанными лазерным излучением для стали 45 при т/о = 1 и т/ст = 0, предложена достаточно простая и удобная методика перерасчета усталостных параметров.

8. Разработана методика и алгоритм создания базы данных по лазерной термической обработке. Предложен алгоритм иерархического меню для поиска, обработки и пополнения необходимой информации в базе данных, позволяющий существенно сократить временные затраты и автоматизировать процесс получения необходимой оперативной информации на производстве, для целей исследования и при проектировании технологических процессов лазерной термической обработки.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

I .Ерицян СЛ. Влияние режимов и технологических факторов лазерного термоупрочнения на микроструктуру, шероховатость и микротвердость образцов из стали 40Х // Теория и конструирование машин: Межвузовский сборник научных трудов,- Ереван, 1992.- С. 78-84.

2.Ерицяи С.Л. Методика анализа и обобщения результатов лазерной закалки сталей. «Машиностроительные технологии: Сборник тезисов докладов всероссийской научно- технической конф.»- М.,1988.- С. 219.

3.Сафонов А.Н., Ерицян C.JI. Исследование микротвердости сталей после лазерной закалки поверхности. V- междунар. конфер. Лазерные технологии 95: Тезисы докл. - Шатура,1995. - С.44.

4. Сафонов А.Н., Ерицян СЛ.Обобщение результатов лазерной закалки сплавов. // Лазеры в науке, технике, медицине: Тезисы, докладов VII -междунар. научно-технкч. шифер..- М.,1996,- С. 67-68.

5.Стаюш М.Г., Ерицш СЛ. О распределении мнкротвердостн при лазерном термоупрочнешш стали 40 X // Изв. АН Армении. Машиностроение. - 1994. - Т.47, - С. 53-59.

6.Safonov A.N., Eritsian S.L. The analyse and generalizatition of the steels microstructure and microhardness data after laser quenching //11th congress of the international federation for heat treatment and surface engineering. 4th ASM heat treatment and surface engineering conference in Europe: Final program. - Florence (Italy), 1988.

Введение.

Глава 1. Структура, твердость и свойства сталей после лазерной закалки.

1.1. Структура и строение поверхностных слоев различных 12 сталей после лазерной закалки.

1.2. Влияние режимов лазерной обработки на геометрические размеры зон лазерного воздействия.

1.3. Влияние режимов лазерной обработки на характер распределения микротвердости по глубине для различных сталей.

1.4. Износостойкость, теплостойкость и механические свойства сталей после лазерной закалки.

1.5. Сопротивление усталости материалов после лазерной закалки.

1.6. Существующие методики обработки результатов применительно к лазерной закалке сталей.

Глава 2. Исследуемые материалы и стандартные методики экспериментов.

2.1. Оборудование и методы лазерной обработки материалов.

2.2. Оборудование и методики для исследования микроструктуры и усталостных характеристик.

2.3. Оборудование и методики для усталостных испытаний. 44 Выводы к главе 2.

Глава 3. Разработка методики для статистической обработки экспериментальных данных по лазерной закалке сталей. 63 3.1. Методика корреляционного и регрессионного анализа применительно к исследованию микроструктуры и микротвердости сталей закаленных лазерным излучением.

3.2. Методика и программа статистической обработки результатов механических испытании.

3.3. Алгоритм и программа обработки результатов.

Глава 4. Анализ зависимостей характеристик закаленных сталей полученных методом статистической обработки.

4.1. Анализ микроструктуры и распределения микротвердости

Н по глубине для сталей различного класса.

4.2. Анализ взаимосвязи режимов и микротвердости исследуемых классов сталей.

4.3. Анализ регрессионных зависимостей иллюстрирующих влияние режимов на размеры упрочненных зон.

Выводы к главе

Глава 5. Исследование усталостных характеристик сталей после лазерной закалки.

5.1. Анализ результатов экспериментов по исследованию усталостных характеристик. 12з

5.2. Анализ результатов статистической обработки.

Выводы к главе 5.

Глава 6. Разработка направлений по практическому использованию полученных результатов.

6.1. Разработка методики и схемы алгоритма создания банка данных.

В настоящее время имеется большое количество методов упрочнения поверхностных слоев деталей: термическая и химико-термическая обработка, закалка с нагреванием токами высокой частоты, с применением электронагрева, обработка электронным лучом и др. Но эти методы не обладают универсальностью и имеют ряд недостатков: невозможность полной автоматизации процесса и трудность обработки локальных зон, низкая производительность, в некоторых случаях, например, при химико- термической обработке возникают вредные условия работы. Появление первых лазерных установок, сразу же привело к идее использования лазерного луча для целей упрочнения конструкционных материалов. Появление первых лазерных установок, работающих в импульсном режиме, сразу же привело к идее использования лазерного луча для целей упрочнения конструкционных материалов. Появление в начале 70-х годов С02 - лазеров непрерывного действия повышенной мощности дало возможность перейти к упрочнению конкретных деталей машин. В отличие от вышеперечисленных способов нагрев при лазерной закалке не является объемным процессом, а осуществляется с поверхности, при этом не требуется применения охлаждающей среды, что упрощает технологию термоупрочнения. Лазерное термоупрочнение обеспечивает отсутствие деформации деталей и осуществляется при малом времени воздействия. Тепловое воздействие при лазерном термоупрочнении регулируется в широких пределах за счет изменения параметров лазерного излучения и режимов обработки. Поверхностный характер лазерной закалки в отличие от закалки с объемным нагревом приводит к формированию на поверхности стальных изделий сжимающих остаточных напряжений, которые снижают чувствительность к концентраторам на поверхности. Именно возможность эксплуатации изделий без последующего отпуска, по сравнению с обычной закалкой, является одним из основных преимуществ лазерной закалки.

Использование лазеров для лазерной закалки потребовало проведения большого количества исследований структуры и свойств материалов, облученных лазерным излучением. В настоящее время имеется множество работ о влиянии импульсного лазерного излучения и С02 - лазеров непрерывного действия на железоуглеродистые сплавы и стали. К ним относятся книжные издания широко известных авторов ц/" С^-зро СгьЛХ

Абильо^това Г.А. [1], Акул иной Г. А. [4], Андрияхина В.М.[7], Миркина

Л.И.[95], Коваленко В.С.[71-74,76], Утова А.А.[123], Григорьянца А.Г.

39,40,42,43], Сафонова А.Н.[39,40,42,43,110], Буракова В.А[19], Кокоры

9-го сфя-Н^

А.Н.[80] и др.

В области лазерной термической обработки металлов и сплавов имеется достаточно большое количество экспериментальных данных , описывающих распределение микротвердости по глубине после лазерной термообработки. Однако многие данные достаточно разрознены ими трудно пользоваться на практике, и часто для получения той или иной информации процесса необходимо потратить достаточно времени, при этом не получив полной и достоверной информации о количественной и качественной стороне процесса (иногда из-за противоречивости данных различных авторов).

Одним из перспективных направлений развития последнего времени является создание баз данных по новейшим технологическим процессам, которые позволят с существенными сокращениями времени оперативно и просто получить достаточно полную информацию, необходимую для практического использования в удобной форме. Для создания таких программ необходимо выработать методику и алгоритм обобщения, а также накопления множества экспериментальных исследований.

Методика и подходы систематизации различных процессов достаточно специфичны и требуют индивидуального подхода.

Целью данной работы является установление качественных и количественных закономерностей формирования свойств (микротвердости, размеров упрочненных зон, усталостной выносливости) сталей с различным содержанием углерода после лазерной закалки поверхности.

Для достижения этой цели в работе решались следующие задачи:

1. Изучение и анализ микроструктурных особенностей в поверхностных слоях сталей различных классов, обработанных лазером, на базе имеющихся многочисленных литературных и собственных экспериментальных результатов.

2. Создание единой методики систематизации данных по распределению микротвердости по глубине для различных сталей после лазерной закалки, учитывающей особенности формирования микроструктур.

3. Разработка методики математического описания распределения микротвердости по глубине, зависимости микротвердости и размеров упрочненных зон от режимов лазерной обработки, а также зависимости сопротивления усталости в условиях сложного нагружения, которые позволили бы в дальнейшем давать количественные сравнительные оценки процессов.

4. Разработка концепции и алгоритма создания базы данных с использованием созданных методик количественных и качественных оценок свойств сталей после лазерной обработки.

Научная новизна состоит в установлении следующих закономерностей формирования свойств поверхности до- и заэвтектоидных сталей при

- распределение микротвердости по глубине в до- и заэвтектоидных сталях после лазерной закалки для всех модифицированных слоев описывается уравнениями прямых линий;

- для сталей с содержанием углерода С от 0,2 до 0,8% для первого слоя, полученного при закалке из жидкой фазы, микротвердость возрастает с увеличением содержания углерода в стали. При последующем увеличении содержания углерода в стали выше 0,8% значения микротвердости слоев, образованных как при закалке из жидкого, так и из твердого состояния, падают. Для второго слоя, полученного путем закалки из твердой фазы, значения микротвердости в интервале 0,2 -1 % С увеличиваются;

- аналитические взаимосвязи между параметрами глубины закаленного слоя И, скоростью (в пределах 25-83 мм/с) и мощностью в пределах (0,75-1,5 КВт) при лазерной закалке сталей 45, 40Х, ШХ15 и чугуна носят однотипный, но нелинейный характер;

- повышение сопротивления усталости и усталостной долговечности всех образцов, обработанных лазерным излучением в процентном соотношении составляет от 10 до 40% в зависимости от типа образца, марки стали, концентратора и критерия нагружения т/а (параметр, показывающий влияние касательных напряжений т на переменное нормальное напряжение а, возникающее от изгиба у валов передаточных механизмов);

Общие выводы по работе

1. При достаточно большом объеме исследований микроструктуры и микротвердости сталей выявлена большая разрозненность и необобщенность результатов исследований многочисленных авторов. Отсутствуют системы тарирования данных, количественно связывающих качественное состояние поверхностных слоев сталей, обработанных лазерным излучением.

2.Анализ литературных данных в области сопротивления усталости, обработанных лазером сталей выявил достаточную разрозненность и ограниченность исследований в данной области. Полностью отсутствуют данные при различных схемах и испытаниях сложно напряженного нагружения деталей типа вал.

3.Разработана и предложена статистическая методика корреляционного и регрессионного анализа, которая может служить самостоятельным модулем для количественной обработки результатов в компьютерной базе данных и позволяет автоматизировать процесс обработки результатов микроструктурных измерений, реализовать количественную оценку технологических параметров процесса лазерной закалки, и при наличии комплексного программного обеспечения одно- и двухмерных статистических задач, часто встречающихся при механических испытаниях, стать основой для создания САПР в испытательной технике. Эта методика на базе созданной компьютерной программы использована далее для обработки результатов микроструктурных измерений, а также для обработки результатов усталостных испытаний. 4. В результате исследования малоуглеродистых - высокоуглеродистых сталей выявлены, показаны и разграничены слои с различными физическим распределения твердости по глубине для всех исследуемых классов сталей в пределах каждого слоя. Такое исследование позволяет полностью оценивать картину механического состояния каждого слоя после лазерной закалки и планировать технологическое состояние поверхности. Такая количественная оценка процесса может послужить основой для создания банка данных по термической лазерной обработке металлов.

6. Для всех исследуемых классов сталей (до- заэвтектоидные) выявлена взаимосвязь структуры каждого образующегося слоя после лазерной закалки с оплавлением с аналитическим распределением твердости на данном промежутке по глубине слоя и выведен комплексный параметр а являющийся градиентом изменения свойств (твердости) каждого слоя. Показано также, что для всех исследуемых классов сталей распределение микротвердости по глубине всех слоев описывается

5. Получены количественные аналитические взаимосвязи уравнениями прямых при высокой степени точности описания взаимосвязи.

7. В работе показано, что для сталей с содержанием углерода от 0,2 до 0,8% для первого слоя полученного при закалке из жидкой фазы микротвердость возрастает с увеличением содержания углерода в стали. При последующем увеличении содержания углерода в стали выше 0,8 процентов -микротвердость уменьшается. Для второго слоя, образованного при закалке из твердой фазы, значения микротвердости на всем интервале увеличиваются.

8.Разработана кинематическая схема испытательной машины для испытаний на сопротивление усталости цилиндрических образцов при различных видах нагружения, которая сконструирована на кафедре "Детали Машин" Ереванского Политехнического Института им. К.Маркса.

9. В работе показано повышение сопротивления усталости и усталостной долговечности цилиндрических гладких образцов и образцов с концентраторами, обработанных при различных схемах лазерной закалки. Это повышение в процентном соотношении составляет от 10 до 40 % в зависимости от типа образца, марки стали, концентратора и критерия нагрузки Т/б.

Выведены параметр и уравнение, связывающие параметры сопротивления усталости подобных образцов, испытанных при аналогичных условиях, закаленных и незакаленных лазерным излучением. Таким образом, для проведения более детального сравнительного анализа между одинаковыми типами образцов, обработанными и необработанными лазерным излучением для стали 45 при Т/б=1 и Т/б=0 предложена достаточно простая и удобная методика перерасчета усталостных параметров.

10. Проведен анализ экспериментальных данных и их регрессионных зависимостей для некоторых классов сталей (45,40Х,ШХ15,Чугун) иллюстрирующих влияние режимов лазерной закалки на твердость и на размеры упрочненных зон.

Установлены аналитические взаимосвязи между параметрами глубины закаленного слоя И, скоростью (в пределах 25-83 мм/с) и мощностью в пределах (0,75-1,5 КВт) лазерной закалки для сталей 45, 40Х, ШХ15, Чугуна.

11. Разработана методика и алгоритм, для создания базы данных по лазерной термической обработке.

При создании компьютерной базы данных предлагаемая методика позволяет применить математические количественные соотношения, которые дают возможность получения оперативной информации о процессах. Кроме того, это дает возможность оперативного построения графических интерпретаций процессов на экране компьютера. Предложен алгоритм иерархического меню для поиска, обработки и пополнения необходимой информации в базе данных, позволяющий

144 существенно сократить временные затраты и автоматизировать процесс получения необходимой оперативной информации на производстве и для целей исследования.

145

1. Абильсиитов Г.А., Велихов Е.П., Голубев B.C. Мощные газоразрядные С02 лазеры и их применение в технологии.- М.: Наука, 1984.-151 с.

2. Айвазян С.А. Прикладная статистика. Исследование зависимостей: Справочник М.: Финансы и статистика, 1985. - 487с.

3. Акулина Г.А.,Цырлин Э.С. Лазерная закалка деталей машин: Обзор.-М.:НИИмаш,1984.-63с.

4. Акулина Г.А., Мечетнер Б.Х., Шныпкин А.Г. Лазерная закалка деталей станков. Станки и инструменты-1985.- N6. С.27-29.

5. Механические свойства стали 20 после лазерной обработки

6. А. Амулявичус, М. Бальчюнене, Б.Р. Петретис и др. // МиТОМ. -1993,-N1. С.11-14.

7. Упрочнение поверхности стали 45 непрерывным С02- лазером с использованием различных поглощающих покрытий /Андрияхин" В.М., А. Г. Григорьянц, B.C. Майоров и др. // Известия вузов. Машиностроение. -1983. N8. - С. 121-126.

8. Андрияхин В.М. Процессы лазерной сварки и термообработки,- М.: Наука, 1988.-122 с.

9. Андрияхин В.М., Майоров B.C., Якушкин В.П., Расчет поверхностной закалки железоуглеродистых сплавов с помощью технологическихлазеров (С02) непрерывного действия II Поверхность, физика, химия, механика. -1983. -N6.- С. 140-147.

10. Лазерная закалка клапана дизельного двигателя / А.П. Андросов, С.И. Алексеенко, В.М. Бояркин, и др. //МиТОМ-1988.- №1.-С.51-53.

11. Ю.Артамонова И.В., Никитин А.А., Рыжков И.А. Влияние поверхностного лазерного легирования на структуру и механические свойства стали 40ХН // Металловедение и термическая обработка металлов.- 1989.-№10.-С. 5-7.

12. Архипов В.Е., Биргер Е.М., Поляков А.Н. Влияние лазерной наплавки на сопротивление усталости и износостойкость стали 45 II МиТОМ-1983.- N1.-0. 55-58. ¡п1. Ш/

13. АстаМевич Б.М., Воинов С.С. Щур Е.А. Лазерное упрочнение втулок цилиндров тепловодных дизелей // Металловедение и термическая обработка металлов. -1985.- № 4 . С. 12-15.

14. Бабушкин В.Б., Евстратенко Л.П., Маркова Л.В, Особенности превращений при сверхскоростном лазерном нагреве инструментальных сталей ледебуритного класса // Тезисы докл. 14-ой конф. ФТИ АН БССР.- Минск, 1985. С.52.

15. Структура и прочность материалов при лазерных воздействиях / М.С. Бахарев, Л.И. Миркин, С.А. Шестериков, и др.-М.: Моск. Ун-та, 1988. -224 с.

16. Бекренев А.Н., Гуреев Д.М., Медников С.И. Лазерный отпуск сталей, находящихся в различных структурно-фазовых состояниях. ФиХОМ -1989.- №6.- С. 35-43.

17. Бирюков В.П. Упрочнение поверхностей трения сканирующим лазерным лучом // Износ в машинах и методы защиты от него,: Тез. докл. Всесоюзн. науч. конф., посвящ. 1000-летию г. Брянска.- М.,1985.-С. 93-94.

18. Упрочнение деталей машиностроения с использованием мощных С02-лазеров/А.С. Борфачев, Н.Б. Гутман, Г.А. Кузнецов, и др.

19. Элекротехника.-1985.- №10.- С. 51-54.

20. Большев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики,-М.: Наука, 1983 416 с.

21. Бурачков В.А., Варавка В.И., Бровер Г.И. Влияние исходной структуры на упрочнение стали при высокоскоростном лазерном нагреве

22. Прогрессивная технология литейного производства в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении. Ростов-на-Дону, 1972.-С. 128-135.

23. Бураков В.А. Варавка В.М, Буракова М.М. Структурные особенности упрочнения стали в условиях скоростной лазерной закалки // Изв. вузов. Машиностроение 1985. - №10.- С. 113-118.

24. Васильева А.Г., Сафонов А.Н., Тарасенко В.М, Исследование теплостойкости сталей после обработки непрерывным С02 лазером

25. Известия вузов. Машиностроение. -1987.- №4.- С. 90-94.

26. Веденов A.A., Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов.-М.: Энергоатомиздат,1985. 208 с.

27. Влияние лазерной закалки на механические свойства стали 45

28. B.C. Великих, В.П. Гончаренко, A.B. Романенко, и др. // ФиХОМ. -1983. -№3. С. 21-25. 24.0статочные напряжения в углеродистых сталях после упрочнения С02 лазером / B.C. Великих, B.C. Картавцев, A.B. Романенко, и др. // МиТОМ. - 1985,- №4. - С. 9-12.

29. Влияние лазерной закалки на механические свойства стали 45 с различной предварительной термической обработкой / B.C. Великих, B.C. Картавцев, A.B. Романенко, и др. // ФиХОМ. -1984.- №2. -С. 12-17.

30. Владимирова О.В. Упрочнение рабочих поверхностей деталей и измерительного инструмента высокой точности с помощью С02 -лазера // МиТОМ. 1983. - №5. - С. 17-18.

31. Лазерная обработка поверхности металлов и сплавов / P C. Воинов, Е.А. Шур, B.C. Крапошин, и др. // Физика и технология обработки поверхности металлов. 1984. - №4.- С. 129 -139.

32. Влияние лазерной обработки на сопротивление усталости и износостойкость сталей / М.Я. Гальперин, И.М. Петрова, Л.И. Куксенова и др. // Вестник машиностроения. 1985. - №11.- С. 12-14.

33. Гера(Ус^10вич А.И. Математическая статистика.- Минск: Высшая школа, 1983.-279 с.

34. Влияние лазерной термической обработки на механические свойства и излом цементованной стали / В.Н. Горицкий, Д.П. Хромов, К.Б. Ботвинникова и др. // МиТОМ. -1991.- №8. С. 37-39.

35. Горленко O.A., Тихомиров В.П., Фролов E.H.Влияние технологической наследственности при упрочняющей лазерной обработке конструкционных и инструментальных сталей // ФиХОМ. -1992. №6. -С.101-106.

36. Горленко O.A., Михеенко Т.А. Свойства поверхностей, упрочненных лазерной обработкой // ФиХОМ . -1983. N6. - С. 18-23.

37. Горюшин В.В., Мартьякова A.B. Влияние лазерной обработки на структуру и свойства стали 35 // МиТОМ. 1978. - №1. - С. 53-55.

38. Исследование повышения твердости и износостойкости сталей под воздействием излучения ОКГ / Н.С. Горячев, Г.А. Комов, И.С. Коржиков и др. // ФиХОМ. 1974. - №2. - С. 2.

39. Зб.Гречин А.Н., Католичук В.А. Остаточные напряжения после лазерной обработки // Электронная обработка материалов. -1984. -№1.-С. 29-32.

40. Распределение остаточных напряжений на поверхности сталей, упрочненных непрерывным С02-лазером / А. Г. Григорьянц, А.Н. Сафонов, B.C. Майоров и др. // МиТОМ. -1987. №9 - С. 45-49.

41. Структура и свойства стали ШХ15 после лазерной обработки

42. А. Г. Григорьянц, А.Н. Сафонов, Ю.В. Балдохин и др. // ФиХОМ. -1984. -№6. С. 24-28.

43. Структура и твердость стали 45 после обработки излучением С02 -лазера / А.Г. Григорьянц, А.Н. Сафонов, В.М. Тарасенко и др.

44. МиТОМ. 1982.- №9.- С. 29-31.

45. Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н. Основы лазерного термоупрочнения сплавов.-М.: Выс. Школа, 1988. Кн.б. - 159 с.

46. Лазерное упрочнение поверхности деталей двигателей внутреннего сгорания / А.Г Григорьянц, А.Н. Сафонов, М.А. Макушева и др. //Технол. и орг. Производства, (Киев). -1984.- №2. С. 50-52.

47. Распределение остаточных напряжений на поверхности сталей, упрочненных непрерывным С02-лазером / А.Г. Григорьянц, А.Н. Сафонов B.C. Майоров и др. // МиТОМ. -1987. №1. -С. 45-49.

48. Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н., Тарасенко В.М. Упрочнение поверхности сталей с помощью непрерывного С02-лазера // Лазернаятехника и технология: Тезисы доклада 1-ой регион, и н.-практич. конф. Барнаул, 1982. - С. 23-24.

49. Гурьев В.А., Тескер Е.И. Исследование влияния структурных превращений после лазерной обработки на износостойкость конструкционной стали 40 // ФиХОМ,-1988. №6. - С. 135-137.

50. Гуреев Д.М., Золотаревский A.B., Зайкин А.Е. Структурные изменения в конструкционных сталях при лазерном воздействии И ФиХОМ.- 1988. -№5. -С. 13-15.

51. Гусенков A.A., Поляков А.Н. Взаимосвязь технологических параметров лазерной закалки сталей, свойств поверхностного слоя и характеристик сопротивления усталости // Проблемы машиностроения и надежности машин. -1990. Ш4. - С. 58-62.

52. Гуреев Д.М. Влияние шлифования и лазерной закалки на формирование структурно-фазового состава и остаточных напряжений в поверхностных слоях быстрорежущих сталей II ФиХОМ,- 1994. -№2.- С. 102-111.

53. Гуреев Д.М. Формирование остаточных напряжений при лазерной термообработке стали ХВГII ФиХОМ.- 1993,- №1. -С. 31-37.

54. Исследование возможности повышения износостойкости деталей машин при поверхностном упрочнении непрерывным лазерным излучением / Ю.Н. Дроздов, C.B. Усов, Ю.А. Белобрягин и др.

55. Вестник машиностроения.-1986.- №2. С. 5-7.

56. Дубняков В.Н., Козырев С.П., Пиленов Н.Л. Повышение износостойкости трущихся поверхностей деталей лазерным упрочнением // Трение и износ. -1984. Т.5, №6. - С. 713-717.

57. Дубняков В.Н., Кащук О.Л., КовалевА.И. Структура и механические свойства облученной лазером стали 45 // МиТОМ. 1989.- №7. - С. 60-62.

58. Дубняков В.Н., Козырев С.П., Пимков Н.Л. Особенности лазерного упрочнения поверхностных слоев предварительно закаленных сталей //Тракторы и сельхозмашины. 1983.- №10. - С.28-29.

59. Дьяченко B.C. Особенности строения и свойства быстрорежущих сталей после лазерной обработки // МиТОМ. -1985. №8. - С. 50-54.

60. Микроструктура стали У10А после облучения ОКГ и закалки из жидкого состояния / Н.В. Еднерал, В.А. Л^кишев, Ю.А. Скаков и др.

61. ФиХОМ. 1981. - №4. - С. 24-28.

62. Поверхностная лазерная обработка стали У10 / Н.В. Еднерал, Х.А. Мазорра, Ю.А. Скаков и др. // Технология автомобилестроения. -1980. №5. - С. 27-29.

63. Ерицян С.Л. Влияние режимов и технологических факторов лазерного термоупрочнения на микроструктуру, шероховатость и микротвердость образцов из стали 40Х // Теория и конструирование машин: Межвузовский сборник научных трудов.- Ереван, 1992,- С. 78-84.

64. Ерицян С.Л. Методика анализа и обобщения результатов лазерной закалки сталей. «Машиностроительные технологии: Сборник тезисов докладов всероссийской научно- технической конф.»- М.,1988.- С. 219.

65. Ершова Л.С. О механизации упрочнения деталей при лазерной обработке. // ИВУЗ. Черная металлургия.-1979.- №3. -С. 96-100.

66. Некоторые особенности изменения свойств сплавов после обработки лучом лазера / В.М. Жировецкий, В.К. Решетов, С.Р. Шипаев и др.

67. ФиХОМ. 1972. - №1. - С. 84-87.бЗ.Земский C.B. Создание защитных покрытий с помощью лазерного излучения // Температуроуетойчивые покрытия: Совещание по жаростойким покрытиям,- Тула, 1983. С. 73-77.

68. Капельян С.Н., Моргун Ю.Ф. Нагрев поверхности металла лазерным излучением с учетом температурной зависимости отражательной способности // Изв. АН БССР. Сер. физ-мат. наук.-1985.- №1. С. 100105.

69. Катулин В.А. Лазерная технология в машиностроении // Основные проблемы развития технологии машиностроения.- М.,1985.- С. 139-146.

70. Теоретическое исследование кинетики аустенизации в сталях при нагреве непрерывным лазерным излучением / Е.И. Ким, А.Г. Григорьянц, А.Н. Сафонов, и др. // Инженерно-физический журнал.-1987. №3. - С. 444-449.

71. Китанака К.И. Изменение структуры стали при обработке лазером пер. с яп. / ВЦП.-1976.- № 4.- 2 с.

72. Коваленко B.C., Безыкорков А.И., Головко Л.Ф. О напряженном состоянии поверхностных слоев материалов, упрочненных излучением лазера // Электронная обработка материалов,-1980. №2,- С. 34-37.

73. Лазерное и электроэр^озионное упрочнение материалов / В.С.Коваленко, А.Д. Верхотуров, Л.Ф. Головко и др. М.: Наука, 1986.-276 с.

74. Упрочнение деталей лучом лазера / B.C. Коваленко, Л.Ф. Головко, Г.В. Меркулов, и др.; Под общей редакц. B.C. Коваленко. Киев: Техника, 1981.-131 с.

75. Коваленко ВС., Головко Л.Ф., Черненко B.C. Упрочнение и легирование деталей машин лучом лазера. Киев: Техника, 1990. -С. 90-95.

76. Коваленко B.C. Обработка материалов импульсным излучением лазеров. Киев.: Вища школа, 1977. - 52 с.

77. Коваленко B.C. Упрочнение деталей лучом лазера: Дис. . канд. техн. наук.- Киев, 1981. 225 с.

78. Коваленко B.C. Справочник по технологии лазерной обработки.- Киев: Техника, 1985,- 499 с.

79. Коваленко B.C., Ле Ван Тиен. Определение глубины закалки при упрочнении материалов непрерывным лазерным излучением // Технол. и орг. производства (Киев).-1985. №2.- С. 49-51.

80. Колкер Я. Д. Математический анализ точности механической обработки деталей. Киев: Техника, 1976. - 203 с.

81. О некоторых зависимостях термообработки лазером / Корнеев В.Б., Ф.К. Косырев, С.Ф. Морящев и др. // ФиХОМ.-1980. N93. - С. 3-6.

82. Корнев В.В., Косырев Ф.К., Морящев С.Ф. О некоторых зависимостях термообработки лучом лазера II ФиХОМ. -1990. №3. - С. 3-6.

83. Крапошин B.C. Термическая обработка стали и сплавов с применением лазерного луча и прочих прогрессивных видов нагрева // «Итоги науки и техники ВИНИТИ». Металловедение и термообработка М.- 1987. - Т. 21. -62 с.

84. Крапошин B.C., Крапошина И.Ф. Влияние параметров лазерного облучения на размеры упрочненных зон для стали 45 // ФиХОМ. -1989. №6. - С. 19-24.

85. Крапошин B.C. Зависимость глубины закалки сталей и чугунов от режима лазерного облучения // ФиХОМ. -1988,- №6. С. 88-96.

86. Кремнев Л.С., Холодное Е.В., Владимирова О.В. Выбор сталей, подвергаемых лазерному упрочнению // МиТОМ.- 1987. №9. - С. 4951.

87. Криштал М.А., Жуков Л.А., Кокора А.Н. Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера.- М.: Металлургия, 1973. -191 с.

88. Крылов К.И., Прокопенко В.Т., Митрофанов A.C. Применение лазеров в машиностроении Л.: Машиностроение, 1978.- С.87-91.

89. Леонтьев П.А., Хан М.Г., Чеканова Н.Т. Лазерная поверхностная обработка металлов и сплавов М.: Металлургия, 1986. - 142 с.

90. Упрочнение поверхности деталей машин и инструментов импульсным излучением лазера разной мощности / Т.Н. Лоладзе, Е.Ф. Семилетова, Э.Р. Кугелия и др. // Сборник научн. трудов Груз. Политех. Ин-та.-1983,- №8. С. 5-11.

91. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул.- М.: Высшая школа, 1982. 224 с.

92. Миркин Л И. Физические основы обработки материалов лучами лазера.- М.: МГУ, 1975,- 393 с.

93. Митропольский А.К. Техника статических вычислений,- М.: Наука, 1971.-576 с.

94. Морящев С.Ф., Кислицын А.А., Косырев Ф.К. Оптимизация параметров процесса закалки стали излучением С02-лазера // ФиХОМ. 1984. -№1.-С. 94-95.

95. ЮО.Оганесян Л.Г. Исследование сопротивления усталости валов передаточных механизмов при сложном нагружении: Дис. . канд. техн. наук.- Ереван, 1990. -197 с.

96. Влияние структуры поверхностного слоя, излученного методом лазерного упрочнения на износостойкость стали 40Х / Л.Н. Обищенко, Н.М. Михин, ДА. Дергобузов и др.// МиТОМ.- 1983.- №5,- С.18-19.

97. Поляков А.Н., Шзгин 3.3., Можайский А.И. Сопротивление усталости стали 45 в связи с лазерной и плазменной обработкой // Деп. рук. ВИНИТИ.- 1985.- №8634.- 4с.

98. ЮЗ.Попова C.B. Лазерное термоупрочнение металлов // Электрохимические и электрофизические методы обработки материалов Тула, 1985. - С.163-170.

99. Румшийский Л.Э. Математическая обработка результатов экспериментов: Справочное пособие. М.: Наука, 1971.-192 с.

100. Юб.Технологическое управление параметрами состояния поверхности при лазерной обработке / Э.В. Рыжов, В.И. Тютюнников, В.Г. Блюдов и др. // ФиХОМ. -1983. №1. - С. 20-22.

101. Юб.Рыкалин H.H., Углов A.A., Кокора А.Н. Лазерная обработка материалов-М.: Машиностроение, 1975. 296 с.

102. Ю7.Рэди Дж. Действие мощного лазерного излучения.- М.: Мир, 1974,468 с.

103. Лазерная и элекронно-лучевая обработка материалов: Справочник. / H.H. Рыкалин, A.A. Углов, И.В. Зуев и др.- М.: Машиностроение, 1985.- 402 с.

104. Сатанановский Л. Поверхностная закалка посредством лазера и электронного луча // МиТОМ. -1980. -№12. -С. 8-12.

105. О.Сафонов А.Н., Григорьянц А.Г. Лазерные методы термической обработки в машиностроении.- М.: Машиностроение, НТО Машпром,1986.-157 с.

106. Сафонов А.Н. Разработка методов термической обработки с целью упрочнения поверхности сплавов с помощью излучения мощных С02-лазеров : Дис. доктора технических наук.- Москва, 1990. 302 с.

107. Сафонов А.Н., Ерицян С.Л. Исследование микротвердости сталей после лазерной закалки поверхности. V- мезедунар. конфер. Лазерные технологии 95: Тезисы докл. Шатура, 1995. - С.44.

108. ИЗ.Обобщение результатов лазерной закалки сплавов / Сафонов А.Н., Ерицян С.Л. / VII Междунар. научно-технич. конфер. Лазеры в науке, технике, медицине.- Тез. докл.- Москва, Сергиев Посад,- 1996, С. 6768.

109. Иб.Стакян М.Г., Ерицян С.Л. О распределении микротвердости при лазерном термоупрочнении стали 40 X // Изв. АН Армении. Машиностроение. -1994. Т.47, №3. - С. 53-59.

110. Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: Справочник /.- М.: Машиностроение, 1985, 231 с.

111. Стельмах М.Ф., Чельный A.A. Современное состояние и развитиеразработок в области импульсной лазерной сварки и термообработки

112. Терентьев В.Ф. , Федоров A.B. Влияние лазерного облучения на циклическую прочность стали 30 ХГСНА // Фи ХОМ.- 1983. №6. С. 146 -147.

113. Тескер Е.И., Гурьев В.А. Особенности формирования микроструктуры и свойств поверхностного слоя нормализованной среднеуглеродистой стали 40 при лазерной обработке // ФиХОМ. -1993. №4. -С.105-109.

114. Травина Н.Т., Никитин A.A. Применение лазерной обработки для упрочнения поверхности металлов и сплавов II Черная металлургия. -1985.-№18.-С. 3-12.

115. Федосов С .А. Влияние лазерной обработки на содержание остаточного ауетенита в углеродистых и хромистых сталях II ФиХОМ. -1990. №5.-С. 18-22.

116. Воздействие лазерного излучения на инструментальные углеродистые и нержавеющие мартенситные стали / A.A. Углов, В.М. Матуханов, Т.П. Шмырева и др. II ФиХОМ.-1986. №5. - С.38-45.

117. Шур Е.А., Воинов С.С., Клещова И.И. Повышение конструктивнойпрочности сталей при лазерной закалке // МиТОМ. 1982. -№5.- С. 36-38.

118. Ashby M.F., Easterling К.Е. The transformation hardening of steel surfaces by laser beams. I Mypo-eutectoid steels // Acta Met.-1984.-V.32.N11 .-P.46-49.

119. Chan P.W. reflectivity of metals of high temperatures heated by pulses laser// Physics letters. -1974. -V.61a, N3.- P.151-154.

120. Desforges C.D. Laser Heat Treatment // Tribology international. 1978. -V.11, N2.-P. 139-143.

121. Gnanamutu D.S.Shaw C.B.G.R. Lawrence and Mitchell . Laser solid interactions and laser processing -1978. Sd semes HG Leamy Poate p. 171 American institute of phisics 1979.

122. Harth G.H., Gregson V.G. Laser heat treating of steels // Metals. 1976. -V.28, N4. - P.30-34.131 .James M.R., Gnanamuthu D.S., Moores R.J. Mechanical state of laser melteed surfaces. Set. // Met-1984. -V.18, N4. P. 357-361.

123. Konsido, Sun D.K., Le Y.P. A fundamental study of laser transformation hardening // Met. Trans A.14. -1983.- V.6. -N1. P.643-653.

124. Kwasumi H. Metal surface hardening COz-laser // Technokrat. 1978. -V.11.-N6.-P.11-20.

125. Laberrousaz P. Traitment de surface. Des machines de grande puissance // Usine nouv-1985. N12. -supple.: Produire.- P.48-49.

126. Lawrence W. Carley. Laser Heat trating. Métal II progressai 977,- V9. -N2. -P. 16-21.

127. Mazur J. Lazer heat treatment the state of art II J.Metals. 1983.-N5. - P.8-26.

128. Ready J.F. Change of reflectivity of metallic surface during irradiation by C02-TEA-Iazer pulses//J. of quant Electr. -1976. N2.- P. 137-142.

129. Solina A., Sanctis M., Paganini L. Origin and Development of Residual stresses Induced by lazer surface- Hardening Treatments. J. Heat Treating: American society for materials. -1984,- V3.-N3.-P. 193-204.

130. Steen W.M., Courtney C. Surface heat treatment of En8 steel using a 2 Kw continuous- Vawe C02-lazer// Metal Techno!.-1979,- V.6.- N12,-P. 456-462.

131. Singh H.B., Copley S.M. and Bass M. Fatigue Resistance of lazer Heat-Treated 1045 Carbon steel II American society for metals and metallurgical transactions. -1981 . -V.12A.- P.138-140.164

132. Tower S., Enlerding G. Lazer Technology for industry // 2nd Bien. Int Mach. Tool Techn. Con! Chicago , 1984.- V.4- P. 57- 69.