Aach, Til

Bell, André Alexander

Böcking, Alfred

Meyer-Ebrecht, Dietrich

Schneider, Timna Esther

Würflinger, Thomas

Лобанкова, Ольга Владимировна

Макогон, И. С.

Боёк, С. А.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

Высокие технологии в современной науке и технике – 2016 V Международная научно-техническая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов   134ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНЫХ ОЧАГОВ ЗАКАЛКИ НА ФОРМИРОВАНИЕ ПОЛОСЫ ЧЕРНОВА – ЛЮДЕРСА В ОБРАЗЦАХ СТАЛИ У12  О.В. Лобанкова, И.С. Макогон, С.А. Боёк  Научный руководитель: доцент, к. ф.-м. н. И. Ю. Зыков Национальный исследовательский Томский политехнический университет  E-mail: svetlana.boek@tpu.ru   Известно, что пластическая деформация металлических образцов сопровождается эволюционирующими в соответствии со стадийностью кривой нагружения картинами макроскопической локализации деформации. Наиболее заметными примерами этого являются полоса Чернова–Людерса, возникающая на стадии легкого скольжения и шейка, образующаяся на стадии предразрушения образца. В рамках данного исследования проведена экспериментальная попытка повлиять на формирование полосы Черновва-Людерса путем создания на поверхности образца стали (У12) системы неоднородностей в виде эквидистантных закаленных очагов, путем точечной поверхностной лазерной закалки на установке BlackLight. Длительность импульса 12 мс, плотность мощности 23,4 кВт/см2 и диаметр пятна равен 0,35 мм.  Для экспериментов были подготовлены три образца с размером рабочей части 60х8х3. Создание очагов упрочнения производилось в виде матрицы точек с шагом 0,12 мм с обеих сторон заготовок. В серии присутствовал образец с обработкой на всей поверхности рабочей зоны, обработкой на половине длины и необработанный образец-свидетель. Вид образца представлен на рисунке 1.     Рис. 1. Образцы после лазерной обработки  На рисунке 2 можно увидеть очаг упрочнения. Хорошо заметны зоны воздействия термического влияния. В зоне лазерного воздействия произошло оплавление материала образца, о чем свидетельствует отсутствие рисок, оставленных шлифовальным инструментом до лазерной обработки.             а)      б) Рис. 2. Очаг упрочнения: а) вид сверху; б) вид в сечении  На рисунке 3 представлены результаты измерения микротвердости в области лазерного воздействия, а также близ неё. Измерение производилось от центра очага упрочнения к краю образца. Из него видно, что у обработанной стали микротвердость повысилась с 280 до 1050 МПА.    Рис. 3. Изменение микротвердости стали в области, подвергнутой лазерной обработке Высокие технологии в современной науке и технике – 2016 V Международная научно-техническая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов 135Для проведения экспериментов была использована универсальная испытательная машина серии LFM-125 кН. Для исследования пластического формоизменения был использован метод двухэкспозиционной спекл-фотографии. Обработка образцов на 100 и 50% длины привела к уменьшению их пластичности и исчезновению с кривой нагружения полностью обработанного образца площадки текучести. В обработанной зоне образцов полоса Чернова – Людерса отсутствовала, в отличие от образца-свидетеля и необработанной зоны второго образца, где она формировалась обычным образом. В обработанном образце образовывается только одна полоса локализации в узкой переходной зоне между обработанной областью и неподвижным захватом. При дальнейшем повышении нагрузки в обработанных образцах, в зонах упрочнения начинали поочередно возникать трещины, впоследствии приводящие к разрыву образцов. Необработаный образец разрушился с образованием ярко выраженной шейки. Рис. 4. Движение полос Людерса в образце Данный вид обработки стали является поверхностным, очаги упрочнения по общему объему гораздо меньше самого образца. В сечении площадь очагов составляют не более 5% от площади сечения образца. При растяжении образцов, полоса Людерса не может пройти через область очагов упрочнения, что приводит к её подавлению. За счет подавления локализации, достаточно сильно изменилась диаграмма нагружения, в целиком обработанном образце почти полностью удалось избавиться от стадии легкого скольжения, что косвенно указывает на то, что стадийность может являться следствием локализации деформации. Список литературы 1. Гуляев А.П., Гуляев А.А. Металловедение : учебник для вузов. 7-е изд., перераб. и доп. – М. : Альянс, 2011. – 644 с.2. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов : справочник / под ред. Н.Н. Рыкалина. – М.: Машиностроение,1985. – 496 с.3. Зуев Л.Б. Макроскопическая физика пластической деформации металлов // Успехи физики металлов. – 2015.

Исследование влияние лазерных очагов закалки на формирование полосы Чернова - Людерса в образцах стали У12

RWTH Publications

Digitale Bildanalyse ermöglicht neue Methoden der Krebsdiagnostik

Исследование влияние лазерных очагов закалки на формирование полосы Чернова - Людерса в образцах стали У12

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

RWTH Publications