Исследование глубины проплавления и изменения структуры стали Р6М5 при воздействии на поверхность импульсным лазерным облучением различной мощности

Матрунчик, Мария Сергеевна Отделение электронной инженерии (ОЭИ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования является покрытие на основе стали Р6М5, подверженное лазерному излучению.
Целью данной работы является исследование глубины проплавления и изменения структуры стали Р6М5 при воздействии на поверхность импульсным лазерным облучением различной мощности.
В процессе исследования подвергали лазерному излучению поверхностный слой образца, замерили уровень твердости поверхностного слоя образца, обработанного лазерным излучением.

Введение 11
1 Обзор литературы 12
1.2 Способы упрочнения металлов и сплавов 17
1.2.1 Термические методы 17
1.2.2 Методы поверхностной деформации (поверхностного наклепа) 18
1.2.3 Химико-термические методы 19
1.2.4 Метод газотермического напыления 21
1.2.5 Метод наплавка 23
1.3 Лазерная технология поверхностного упрочнения 24
2 Методика и материалы исследования 28
3 Результаты исследования 30
4 Предпроектный анализ 41
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования 41
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 42
4.3 SWOT-анализ 43
4.4 Планирование научно-исследовательских работ 47
4.4.1 План проекта 47
4.4.2 Разработка графика проведения научного исследования 47
4.4.3 Бюджет научно-технического исследования 50
4.4.4 Расчет материальных затрат НТИ 51
5 Социальная ответственность 55
5.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению 56
5.1.1 Анализ превышения уровня шума 56
5.1.2 Анализ монотонного режима работы 57
5.1.3 Анализ недостаточной освещенности 57
5.1.4 Отклонение показателей микроклимата 58
5.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению 60
5.2.1 Анализ поражение электрическим током 60
5.2.2 Анализ поражения лазерным излучением 61
5.3 Экологическая безопасность 61
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 61
5.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 63
Заключение 68
Список использованных источников 69
Приложение А 73

В настоящее время активно исследуются поверхности
инструментальных сталей при облучении их концентрированными потоками
энергии (КПЭ) [1-5]. Воздействие КПЭ на поверхность таких сталей в
течение короткого промежутка времени за счет аустенитно-мартенситных
превращений в приповерхностном объеме материала способствует
повышению твердости, износостойкости, прочности и усталостной
сопротивляемости поверхности.
За счет таких преимуществ, как быстрота воздействия, малая зона
термического влияния, минимальные деформации, отсутствие вакуума и др.
предпочтение отдаётся лазерному импульсному излучению в качестве
поверхностной обработки металлов.
В связи с недостаточным количеством сведений по влиянию
импульсного лазерного излучения на поверхность инструментальных сталей
типа Р6М5 целью данной работы является исследование влияния параметров
режима импульсного лазерного воздействия на структуру и глубину
проплавления облученной поверхности стали Р6М5 [1-5].
1 Обзор литературы

1.Akhtar S.S., Yilbas B.S. Laser Treatment of Steel Surfaces: Numerical
andExperimentalInvestigationsofTemperatureandStressFields//
Comprehensive Materials Processing. – 2014. – №9. – P. 25-46
2.Ki M.L., Andreas A.P. Wear of conventional pearlitic and improved
bainitic rail steels // Wear. – 2005. – № 259. – Р. 391–399.
3.Hernandez F.C.R., Demas N.G., Davis D.D. Mechanical properties
and wear performance of premium rail steels // Wear. – 2007. – №263. – Р. 766–
772.
4.Таран Ю.Н., Мазур В.И. Структура
Москва: Металлургия, 1978. ‒ 312 с.
5.ЛисовскийА.Л.,ПлетеновИ.В.Лазерноеупрочнение
штампового инструмента // Вестник Белорусско-Российского университета. –
2008. – №3. – С. 90-100.
6.Katayama S. (2012), Laser welding, Ferrum (Bulletin of the Iron and
Steel Institute of Japan), 17(1) 18‒29 (in Japanese).
7.Katayama S. (2012), Laser welding of aluminum alloys, Keikinzoku
(Journal of Japan Institute of Light Metals), 62(2) 75‒83 (in Japanese).
8.Katayama S. (2005), New development in laser welding, in New
Developments in Advanced Welding, ed. by N. Ahmed. Cambridge: Woodhead
Publishing pp. 158‒197.
9.Katayama S. (2010), Understanding and improving process control in
pulsed and continuous wave laser welding, in Advances in laser materials
processing ‒ Technology, research and applications, eds. by J. Lawrence, J. Pou,
D. K. Y. Low. Cambridge: Woodhead Publishing, pp. 181‒210.
10. Смирнов М. А., Счастливцев В. М., Журавлев Л. Г. Основы
термической обработки стали /: Учебное пособие. Екатеринбург: УрО РАН,
1999. – 494 с.
11. Лахтин Ю. М.Металловедение и термическая обработка
металлов. Учебник для вузов. 3-е изд. М. «Металлургия», 1983. 360с.
12. Соснин Н.А., Ермаков С.А., Тополянский П.А. Плазменные
технологии. Сварка, нанесение покрытий, упрочнение–М.: Машиностроение,
2008. – 406с.
13. Акулич Н.В. Процессы производства черных и цветных
металлов и их сплавов, Гомель 2008. – 270 с.
14. Коваленко, В. С. Лазерная технология: учебник для вузов по
специальности “Машины и технология высокоэффективных процессов
обработки”-: Выща шк. Головное изд-во, 1989 . – 280 с.
15. Справочник по лазерной сварке / Катаяма С. – Москва:
Техносфера. – 2015. – 704 .
16. V. Oliveira, N.I.Polushkin, O.Conde, R.Vilar. Laser surface patterning
using a Michelson inter ferrometer and femtosecond laser radiation, Opt. Laser
Technol. 44(2012)2072–2075.
17. M. Tang, V.Shim, Z.Y.Pan, Y.S.Choo, M.H.Hong.Laser ablation of
metal substrates for super-hydrophobic effect. Laser Micro/Nanoeng 6 (2011) 6–9.
18. Abdellah L., Bruno C., Frederic J., Henry A. Applied multi-pulsed
laser in surface treatment and numerical-experimental analysis.Optics & Laser
Technology. – 2011. – №43. – Р. 1257-1263
19. Ho Jun Shin, Young Tae Yoo. Microstructural and hardness
investigation of hot-work tool steels by laser surface treatment. Journal of
materials processing technology 201(2008) 342–347.
20. Zhihui Zhang, Luquan Ren, Ti Zhou, Zhiwu Han, Hong Zhou, Li
Chen, Yu Zhao. Optimization of Laser Processing Parameters and Their Effect on
Penetration Depth and Surface Roughness of Biomimetic Units on the Surface of
3Cr2W8V Steel. Journal of Bionic Engineering 7 Suppl. (2010) S67–S76
21. LinjianChaia, Baofeng Chena, Shuyan Wang, Ning Guo, Can Huang,
Zhimin Zhou, Weijiu Huang. Microstructural changes of Zr702 induced by pulsed
laser surface treatment Applied Surface Science 364 (2016) 61–68
22. AbdellahLaazizi, Bruno Courant, Fre´de´ ricJacquemin, Henri
Andrzejewski.Applied multi-pulsed laser in surface treatment and numerical–
experimental analysis.Optics & Laser Technology 43 (2011) 1257–1263
23. EuricoAssuncao, Stewart Williams.Comparison of continuous wave
and pulsed wave laser welding effects. Optics and Lasers in Engineering 51 (2013)
674–680
24. S.F. Gnyusov, A.A. Ignatov, V.G. Durakov, S.Yu. Tarasov. The
effect of thermal cycling by electron-beam surfacing on structure and wear
resistance of deposited M2 steel. Applied Surface Science. 263 (2012) 215–222.
25. S.F. Gnyusov, S.Yu. Tarasov. Structural phase states and heat aging
of composite electron-beam clad coatings. Surface & Coatings Technology. 232
(2013) 775-783
26. A. Dunn, K.L. Wlodarczyk, J.V. Carstensen, E.B. Hansen, J.
Gabzdyl, P.M. Harrison, J.D. Shephard, D.P. Hand. Laser surface texturing for
high friction contacts. Applied Surface Science 357 (2015) 2313–2319
27. S.Razi, Kh.Madanipour, M. Mollabashi. Laser surface texturing of
316L stainless steel in air and water: A method for increasing hydrophilicity via
direct creation of microstructures. Optics&LaserTechnology80(2016)237–246.
28. Zhou Bin, Shen Yu, Chen Lun , Cui Zhen-shan. Breakdown Behavior
of Eutectic Carbide in High Speed Steel During Hot Compression // Journal of iron
and steel research, International, 2011, no. 18, Р. 41-48.
29. Е. И. Тескер, А. В. Пермякова, В. Ю. ТараненкоЛазерные
методы упрочнения деталей, работающих в условиях многофакторного
воздействия // Волгоградский государственный технический университет. –
4с.
30. D.H. Kam, S.Bhattacharya, J.Mazumder, Control of the wetting
properties of an AISI316L stainless steel surface by femtosecond laser-induced
surface modification, J.Micromech.Microeng.22(2012)105019–105025.
31. S. Hammouti, A. Pascale-Hamri, N. Faure, B. Beaugiraud, M.
Guibert, C. Mauclair, S. Benayoun, S. Valette. Wear rate control of peek surfaces
modified by femtosecond laser. Applied Surface Science 357 (2015) 1541–1551
32. Bizi-Bandoki P., Benayoun S., Valette S., Beaugiraud B., Audouard
E. Modifications of roughness and wettability properties of metals induced by
femtosecond laser treatment // Applied Surface Science. – 2011. – №257. – Р.
5213–5218.
33. ИвановЮ.Ф.,КолубаеваЮ.А.,КоноваловС.В.идр.
Модификация поверхностного слоя стали при электронно-лучевой обработке
// Металловедение и термическая обработка металлов. – 2008. – №12. – С. 10-
16.
34. Дьяченко В.С., Дощечкина И.В. Оптимальные параметры
лазерной обработки режущего инструмента из быстрорежущей стали //
Вестник ХНАДУ. – 2006. – №33. – С. 51-53
35. Кузьмина Е.А, Кузьмин А.М. Методы поиска новых идей и
решений “Методы менеджмента качества” №1 2003 г.
36. Кузьмина Е.А, Кузьмин А.М. Функционально-стоимостный ана-
лиз. Экскурс в историю. “Методы менеджмента качества” №7 2002 г.
37. Основы функционально-стоимостного анализа: Учебное пособие
/ Под ред. М.Г. Карпунина и Б.И. Майданчика. – М.: Энергия, 1980. – 175 с.
38. Скворцов Ю.В. Организационно-экономические вопросы в
дипломном проектировании: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 2006. –
399 с.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Решение технологических проблем при обработке литого корпуса
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Повышение работоспособности торцовых фрез с механическим креплением режущих пластин
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка технологии изготовления деталей насос-дозатора с применением операции дорнования
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка технологии автоматической сварки под слоем флюса тавровых балок на установке Corimpex
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка алгоритмов управления дугой горящей в динамическом режиме
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Электронно-лучевая сварка термоизолированной трубы
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)