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

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

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.