ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет», Тула, Россия:
Л. М. Нечаев, канд. физ.-мат. наук, профессор кафедры теоретической механики, эл. почта: nech47@yandex.ru
Н. Б. Фомичева, канд. техн. наук, доцент кафедры физики и материаловедения
Е. В. Маркова, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии машиностроения

Приведены результаты металлографических исследований и изучения износостойкости конструкционных сталей 30ХН2МФА и 30ХГСА после проведения упрочнения такими технологиями, как дробеструйная обработка, ультразвуковое выглаживание, лазерная обработка, электрохимическое полирование. Проведена оценка триботехнических свойств упрочненных слоев, полученных исследуемыми поверхностно упрочняющими технологиями. Основными критериями являлись глубина и тип субструктурного разрыхления активного трущегося слоя. Получено повышение износостойкости материала после проведения лазерной обработки поверхности. В работе представлены результаты расчета наиболее важных характеристик субструктуры поверхностного слоя: уровня микродеформаций (Δ
а/а), плотности дислокаций ρ, размера фрагментов блочной структуры D — после применения исследуемых способов упрочнения. Определена энергоемкость структур, что позволило выявить структуры, обладающие наибольшей усталостной долговечностью. Установлено, что импульсное воздействие лазера способствует резкому увеличению плотности дислокаций и микроискажений. При этом возрастает объем аустенитной фазы и повышается уровень растягивающих макронапряжений. Проведение дополнительного ультразвукового выглаживания способствует уменьшению количества остаточного аустенита и изменяет знак макронапряжений. Комбинация импульсного лазера и ультразвукового воздействия в наибольшей степени упрочняет исследуемые конструкционные стали.

1. Власов В. М., Нечаев Л. М., Фомичева Н. Б. Влияние концентрации энергии деформации формоизменения на механическое разрушение покрытия // Успехи современного естествознания. 2002. № 4. С. 103.
2. Власов В. М., Нечаев Л. М., Фомичева Н. Б. Прогнозирование работоспособности трущихся поверхностей // Современные технологии в машиностроении : тез. докл. 5-й ВНПК. Ч. 2. Пенза, 2001. С. 43–44.
3. Власов В. М., Нечаев Л. М. Работоспособность высокопрочных термодиффузионных покрытий в узлах трения машин. — Тула. : Приокс. книжн. изд-во, 1994. — 237 с.
4. Arata Y., Mario H., Miyamoto I. Application of Laser for Material Processing. Heat Flow in Laser Hardening // International Institute of Welding. 1978. Vol. IV. P. 241.
5. Liarokapis E., Anastassakis E. Laser induced thermal stains in isotropic media: Policrysaline Si // Journal Appl. Phys. 1988. Vol. 63, No. 8. P. 2615–2619.
6. Steen W., Courtney C. Laser Surface Treatment of En 8 Steels Using 2 kW CW-laser // Metals Tech. 1979. Vol. 6, No. 12. P. 456.
7. ГОСТ 4543–2016. Металлопродукция из конструкционной легированной стали. — Введ. 01.10.2017.
8. Welsh L. P., Tuchman J. A., Herman I. P. The importance of thermal stresses and strains induced laser processing with focused Gaussian beams // Metal Tech. 1988. Vol. 64, No. 11. P. 6274–6284.
9. Яшкова С. С. Лазерное поверхностное упрочнение // Молодой ученый. 2017. № 1. С. 99–101.
10. Абляз Т. Р. Анализ качества обработанной поверхности детали после электроэрозионной обработки // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 2.
11. Абляз Т. Р. Влияние режимов проволочно-вырезной электроэрозионной обработки на параметры качества поверхности // Технология машиностроения. 2014. № 2. С. 21–23.
12. ГОСТ 9450–76. Изменение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. — Введ. 01.01.1977.
13. Водин Д. В. Лазерная обработка как перспективный метод повышения износостойкости металлорежущего инструмента // Актуальные вопросы технических наук : Мат-лы III Междунар. науч. конф, Пермь, апрель 2015 г. — Пермь: Зебра, 2015. — 178 с.
14. Шастин В. И., Каргопольцев С. К., Ситов И. С. Лазерное термоупрочнение поверхностей трения // Journal of advanced research in technical science. 2016. № 1. С. 5–13.
15. Дроздов Ю. Н., Маленко П. И. Континуальная и дискретная модели структурно-фазовых превращений в трущихся слоях материалов // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2013. № 3. С. 55–57.