JOURNAL - Ð¢ÐµÑ Ð½Ð¸Ñ‡ÐµÑÐºÐ¸ Университет - София - Филиал Пловдив

- 85 -
a)
b)
40μm
40μm
20μm
Фиг. 5. Микроструктура в ЗС и ПЗ на стомани
4Х5МФС – а) и 3Х2В8Ф – b)
Фиг. 6. Неразтворени
карбиди в ПЗ на стомана
3Х2В8Ф
След отвръщане на стомана 3Х2В8Ф структурата е отвърнат троостит с
уякчаваща фаза – трудноразтворимия комплексният карбид М 6 C в количества от 10-
13% [9]. При стомана 4Х5МФС микроструктурата се състои от отвърнат мартензит с
наличие на около 4-5% сравнително лесно разтворими карбиди от типа, М 23 С 6 и М 7 С 3
[10]. В резултат на лазерното въздействие в уякчения слой и на двете стомани се
получава микроструктура, състояща се от мартензит, минимално количество остатъчен
аустенит и неразтворени карбиди M 6 C при стомана 3Х2В8Ф, като в ЗС тя има
дендритен строеж (фиг.5).
В процеса на високоскоростно нагряване карбидите от типа М 6 С не успяват да
се разтворят напълно. Част от тях се наблюдават дори в ПЗ на границата между ЗС и
ЗТВ (фиг.6). Матрицата не може да се обогати достатъчно с въглерод и легиращи
елементи и в резултат на това се наблюдава плавно понижение на твърдостта по посока
на изходния материал при стомана 3Х2В8Ф. То е в пряка зависимост от температурата
на нагряване и количеството разтворени карбиди. Освен това неразтворените карбиди
възпрепятстват нарастването на зърната и понижаване на твърдостта в ПЗ не се
наблюдава. Докато при стомана 4Х5МФС карбидите от типа М 23 С 6 и М 7 С 3 успяват да
се разтворят още в ЗТВ. Това води, от една страна, до повишаване и сравнително
равномерно разпределение на твърдостта по цялата дълбочина на ЗТВ. А от друга – до
нарастване на размера на зърната (фиг.5а) при температури, близки до тези на топене и
съответно до понижаване на твърдостта в ПЗ.
Б) ЛВС с препокриване
При лазерно въздействие в режим с 30% препокриване на повърхността на
образците се получава сравнително широк (9,4 mm и 9,6mm съответно при стомани
3Х2В8Ф и 4Х5МФС) уякчен участък с неравномерна дълбочина и непрекъсната ЗС
(фиг.7). Твърдостта по ширина на целия обработен участък е по-висока от тази на
изходния материал и е с неравномерно разпределение. В двата странични слоя тя е
сравнима с тази, получена при ЛВС без препокриване, и е от порядъка на HV700-720 за
стомана 3Х2В8Ф (фиг.7), а в централния слой е по-ниска. Изследването на твърдостта
по дълбочина показва различен профил в различните участъци на обработената площ
(фиг.8). По оста на двата странични слоя нейното разпределение е аналогично на това
при ЛВС без препокриване и при двете стомани (линия 1, фиг.8). По цялата дълбочина
на централния слой се наблюдава срванително ниска твърдост, но все пак малко повисока
от тази на изходния метал (линия 3, фиг.8). В участъка на препокриване – линия
2 твърдостта първоначално е висока, а след това се понижава, като при стомана
4Х5МФС има изразен спад в зоната на преход от ЗТВ към изходния метал.
Copyright 2006 by Technical University at Plovdiv, Plovdiv, BULGARIA. ISSN 1310 - 8271