ПОВЕРХНОСТНОЕ УПРОЧНЕНИЕ СЕРОГО ЧУГУНА СОВМЕЩЕННОЙ ЛАЗЕРНОЙ И УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКОЙ

The paper provides an analysis of ultrasonic surface plastic deformation and subsequent laser thermal strengthening of gray cast iron parts in the regime of hardening from a solid state with the purpose to obtain strengthened surface layers of bigger depth and less roughness of the processed surface. Program complex ANSYS 11.0 has been used for calculation of temperature fields induced by laser exposure.  The appropriate regime of laser processing without surface fusion has been selected on the basis of the applied complex. The possibility of displacement in the bottom boundary of α–γ-transformation temperature  for СЧ20 with 900 °С up to 800 °С is confirmed due to preliminary ultrasonic surface plastic deformation of the surface that allows to expand technological opportunities of laser quenching  of gray  cast iron from a solid state. Приведен анализ процесса ультразвукового поверхностно-пластического деформирования и последующего лазерного термоупрочнения деталей из серого чугуна в режиме закалки из твердого состояния с целью возможности получения упрочненных поверхностных слоев  большей глубины и с меньшей шероховатостью обработанной поверхности. Использован программный комплекс ANSYS 11.0 для расчета температурных полей от лазерного воздействия, на основе которого  выбран соответствующий режим лазерной обработки без оплавления поверхности. Подтверждена возможность смещения нижней границы температуры α–γ-превращения для СЧ20 от 900 до 800 °С за счет предварительного ультразвукового поверхностно-пластического деформирования поверхности, что позволяет расширить технологические возможности лазерной закалки серого чугуна из твердого состояния.

SURFACE CAST IRON STRENGTHENING USING COMBINED LASER AND ULTRASONIC PROCESSING

The paper provides an analysis of ultrasonic surface plastic deformation and subsequent laser thermal strengthening of gray cast iron parts in the regime of hardening from a solid state with the purpose to obtain strengthened surface layers of bigger depth and less roughness of the processed surface. Program complex ANSYS 11.0 has been used for calculation of temperature fields induced by laser exposure.  The appropriate regime of laser processing without surface fusion has been selected on the basis of the applied complex. The possibility of displacement in the bottom boundary of α–γ-transformation temperature  for СЧ20 with 900 °С up to 800 °С is confirmed due to preliminary ultrasonic surface plastic deformation of the surface that allows to expand technological opportunities of laser quenching  of gray  cast iron from a solid state