ЛАЗЕРНАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ТИТАНА

Авторы
Файлы

Морозова Е.А. Муратов В.С. Статья в формате PDF 123 KB

Исследованы возможности упрочнения технически чистого титана ВТI-0 и титанового сплава ВТ9 при различных режимах лазерного излучения. Изменение плотности теплового потока осуществлялось путем использования лазеров с различными плотностями мощности (Р₁=160 Вт и Р₂=650 Вт) при неизменном диаметре пучка лазера (Ø=5,6 мм). Скорость перемещения лазерного излучения (ЛИ) по поверхности образцов изменялась в диапазоне от 0,83 до 7,0 мм/с.

Установлено, что при мощности 160 Вт и указанных скоростях перемещения лазерного луча существенного повышения микротвердости не происходит. При увеличении скорости перемещения ЛИ наблюдается возрастание микротвердости в поверхностных слоях до 2400 МПа. Это объясняется уменьшением объема расплавленного металла и увеличением скорости охлаждения. Максимальное значение микротвердость имеет в центре лазерной дорожки. Микротвердость поверхностного слоя в зоне оплавления при Р=650 Вт и максимальной скорости перемещения лазерного луча составляют Н₁₀₀=5700-5800 МПа. Отдельные высокие значения микротвердости до 6800-7000 МПа, а также образование на поверхности золотистой пленки не исключает возможности формирования тончайшего слоя нитрида титана в процессе лазерного оплавления. Однако основной расплавленный объем имеет микротвердость Н₁₀₀=3200-3400 МПа, формируемую при средних режимах обработки. Это указывает на то, что этот слой состоит в основном из a-структуры с увеличенным процентным содержанием азота.

Влияние режимов обработки на субструктуру титана изучали рентгеноструктурным методом. Выявлено, что фазовый наклеп и мартенситное превращение β→α являются причинами упрочнения титана при лазерном воздействии. Это подтверждается изменением ширины рентгеновских линий. Установлено, что ширина линий (100) и (200) α-Ti и (101) и (202) α-Ti, хаpaктеризующая степень несовершенства кристаллического строения, увеличивается по мере роста скорости нагрева: с 2,9х 10^-3в отожженном состоянии до 5,0х10^-3 рад и с 7,0х10^-3до 9,9х10^-3рад для линий α-Ti (100) и (200) и соответственно с 3,6х10^-3 в исходном состоянии до 5,4х10^-3 рад и с 7,3х10^-3 до 11,5х10^-3 рад для линий α-Ti(101) и (202).