СОЗДАНИЕ УПРОЧНЕННЫХ ОЧАГОВ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ИМПУЛЬСАМИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Введение 7
1. Теоретические основы исследования упрочнения поверхностного слоя стали 10
1.1. Механические методы поверхностного упрочнения стали 10
1.1.1. Параметры состояния поверхностного слоя стали 10
1.1.2. Структурные несовершенства в реальных кристаллах 13
1.1.3. Образование и размножение дислокаций 15
1.2. Лазерное упрочнение 16
1.2.1. Принцип упрочнения 16
1.2.2. Технологический процесс лазерного упрочнения определяется следующими
входными параметрами и характеристиками 18
1.2.3. Лазеры, применяемые для упрочнения 19
1.2.4. Особенности технологии лазерного упрочнения выгодно отличаются от других
методов закалки 20
1.3. Лазерная закалка 22
1.3.1. Цели лазерной закалки металла 22
1.3.2. Режимы лазерной закалки 22
1.4. Классификация упрочнения 23
1.4.1. Электронно-лучевое упрочнение 23
1.4.2. Плазменное и детонационное упрочнение 24
Применение: 26
1.4.3. Вакуумное ионно-плазменное упрочнение 26
1.5. Области применения технологии лазерного упрочнения 29
Выводы по первой главе 32
2. Экспериментальные исследования упрочнения поверхностного слоя стали 33
2.1. Лазерный комплекс 33
2.2. Исследуемые материалы 34
2.3. Рентгеноструктурный анализ 35
2.4. Определение микротвердости 35
2.5. Результаты и обсуждение 36
Выводы по второй главе 41
3. Задание для раздела «финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение» 42
4. Задание для раздела «социальная ответственность» 56
Заключение 70
Список использованных источников и литературы 71

Купить

Ответственные детали современных машин и механизмов подвергаются повышенным нагрузкам, что приводит к быстрому износу деталей. Долговечность их использования зависит не только от материала, из которого изготовлены детали, но и от способа их изготовления и от предварительной обработки поверхностей, подвергаемых нагрузкам. Исследование методов формирования износостойких поверхностных структур является важной задачей.
Существует множество способов модификации поверхности сталей, но одним из самых перспективных способов является лазерная обработка. По сравнению с традиционными способами обработки поверхности (газопламенная закалка, индукционная закалка, цементация, азотирование, нитроцементация, различные наплавки твердыми сплавами) модификация поверхности с помощью лазера обладает рядом преимуществ при решении триботехнических задач для обеспечения работоспособности поверхностей трущихся деталей [8, 11, 13]. Неоспоримыми преимуществами лазерной закалки является возможность обработки локальной зоны и быстрые нагрев и охлаждение зоны, подвергающейся обработке [4, 10].
Актуальность нашего исследования связана с тем, что эффективность и надежность детали, предусмотренных преследующих основных требований: прочность, герметичность и устойчивость к различным воздействиям (износ, вибрация, температуры и т.д.). Следовательно, исследование структуры и характеристики поверхности стали после упрочнения лазерным излучением имеет важное значение, чтобы определить долговечность материала.
В нашей работе исследуются очаги упрочнения поверхностного слоя стали, создаваемые лазерным излучением с целью влияния на локализацию пластической деформации.
Объектом нашего исследования является поверхность углеродистой стали после упрочнения импульсным лазерного излучения.
Предметом исследования выступают параметры упроченных очагов, их особенности и употребления.
Цель данного исследования заключается в выявлении структуры и характеристики упроченных очагов, созданных в поверхностном слое углеродистой стали импульсами лазерного излучения.
Цель работы обусловила необходимость решения следующих задач:
1) Систематизировать теоретические основы упрочнения поверхностного слоя стали, в том числе с применением лазерного излучения;
2) Изучить структуру и параметры упроченных очагов;
Проанализировать структуру очагов металлографическим и рентгеноструктурным методом;
Определить распределение микротвердости стали в очаге;
Сравнить результаты измерения микротвердости двух видов сталей У12 и Х12;
3) Исследовать назначение «социальной ответственности»;
4) Просматривать финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение.
Материалами для исследования послужили сталь марки У12 - инструментальная углеродистая сталь (содержание углерода 1,16 - 1,23 %); сталь марки Х12 - инструментальная легированная сталь (содержание углерода 2 - 2,2 %, содержание хрома 11,5 - 13 %).
В качестве лазерного источника излучения использовали твердотельный Nd: YAG лазер, работающий в импульсном режиме с длиной волны излучения 1,064 мкм и длительностью импульса 12 мс и плотностью мощности 23,4 кВт/см2.
Методы исследования: общенаучные приемы непосредственно - наблюдения, металлографические исследования, рентгеноструктурный анализ, измерение микротвердости, систематизации, классификации, интерпретации, прием компьютерной обработки текста, метод физического и механического анализа, прием сплошной и частичной выборки материала.
Курсовая работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и литературы. В первой главе рассматривается теоретические основы исследования параметры поверхностного слоя стали, разрабатываются изменения структуры и параметры поверхностного стали под действием лазерного излучения и охарактеризуется микротвердость стали после упрочнения, а также выясняются классификация упрочнения и области применения технологии лазерного упрочнения. Во второй главе составляются экспериментальные исследования упрочнения поверхностного слоя стали. Разделы главы описаны лазерный комплекс и исследуемые материалы, проанализированы рентгеноструктурный метод, определена микротвердость стали и посвящены результатам. В третей главе просмотрена проблема о социальной ответственности. В последней главе изучены финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение.
Купить