The Influence of Laser Treatment of Powder Steel Pa-ZHGR on the Geometric Parameters of the Laser Exposure Zone

Abstract

Объектом исследования является порошковая сталь ПА-ЖГр после лазерной обработки поверхности. Целями исследования являются изучение влияния режимов лазерной обработки на порошковую сталь и выявление зависимости геометрии и микротвердости зоны термического воздействия от параметров обработки и пористости обрабатываемого материала. Приведены результаты исследований микроструктуры и микротвердости поверхностного слоя порошковой стали ПА-ЖГр с пористостью 4, 8, 10 % в сравнении с литой сталью У10 после лазерной обработки. Образцы пористой стали получены традиционными методами порошковой металлургии (смешивание шихты, прессование, спекание) с повторным прессованием и отжигом для получения заданной пористости. Лазерная обработка проводилась волоконным лазером мощностью 1 кВт в среде аргона с различной скоростью перемещения пятна и потоками различной мощности в виде единичных дорожек. Микротвердость измерялась на шлифах с поперечного среза образца по центру зоны лазерного воздействия. Микроструктура и геометрические размеры зоны термического влияния получены с помощью оптического микроскопа. Показана микроструктура обработанной зоны литого и пористых образцов. Обнаружено, что микротвердость обработанной поверхности не зависит от пористости стали и имеет схожие значения на поверхности обработанной зоны для всех образцов. Величина пористости влияет на микротвердость более глубоких слоев, повышая глубину упрочнения с понижением пористости. Также пористость оказывает влияние на геометрию зоны воздействия, увеличивая глубину зоны термического влияния с повышением пористости. Установлены параметры лазерной обработки поверхности пористых сталей, которые способствуют повышению микротвердости и не приводят к образованию трещин.