2. Порядок выполнения работы

1. Изучить принципы работы лазера, сущность лазерной обработки и возможности поверхностного упрочнения стали при лазерном нагреве.

2. Выбрать энергетические параметры облучения и упрочнить дискретными импульсами экспериментальный образец из углеродистой стали на установке «Квант-16» или ГОС-30.

3. С помощью микротвердомера на поперечном шлифе:

а) измерить микротвердость закаленной зоны в сравнении с исходным металлом;

б) оценить глубину закаленной зоны в зависимости от энергетических условий облучения.

3. Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Краткая характеристика изученного способа термической обработки сталей и сплавов.

3. Результаты измерения твердости образцов стали после высокоскоростной лазерной термической обработки.

4. Схемы микроструктур сплавов после поверхностной лазерной термической обработки.

5. Выводы на основании полученных результатов.

4. Контрольные вопросы.

1. Что называется лазером и какие элементы входят в состав лазера,

2. Назовите виды лазерной поверхностной обработки.

3. Каковы преимущества лазерной закалки перед известными традиционными способами закалки?

4. Каковы особенности строения зоны лазерного воздействия на сталях?

5. В чем состоит основное преимущество лазерной закалки сталей из твердого состояния перед лазерной закалкой из жилдкого состояния?

6. Из каких соображений выбирается плотность мощности лазерного излучения при импульсной лазерной обработке без оплавления поверхности?

Рекомендуемый библиографический список

1. Миркин Л.И. Физические основы обработки материалов лучами лазера.- М.: Изд-во Моск. ун-та.- 1975.- 383 с.

2. Веденов А.А., Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов.- М.: Энергоатомиздат.- 1985.- 207 с.

3. Криштал М.А. Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера.- М.: Металлургия.- 1973.- 192 с.

4. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов.- М.: Металлургия.- 1986.- 480 с.

Лабораторная работа №4.

Расчет в среде mathcad тепловых полей при импульсной лазерной обработке металлических материалов

ЦЕЛЬ РАБОТЫ– моделирование тепловых процессов при воздействии лазерного импульса на поверхность различных металлических материалов и расчет оптимальных режимов их обработки.

ВВЕДЕНИЕ

Выбор рекомендацией для того или иного технологического режима обработки металлических материалов должен обоснованно опираться на построенные модели различных процессов и явлений. Современная техника позволяет проводить математические расчеты с применением систем высокого уровня (MathCAD [1], MatLAB, Mathematica и др.), работа с которыми не требует знаний системного программирования. Эти программные средства позволяют в формализованном виде строить математические модели физических процессов и явлений. В настоящем лабораторном практикуме все работы выполнены в математической системе MathCAD 2001 Prof. Для их выполнения достаточно владеть общими навыками работы на персональном компьютере.

Каждое задание выполняются студентами индивидуально и рассчитано на 4 часа. При защите работы от студента требуются знания в объеме теоретической части описания работы и наличие отчета с численным и графическим результатом, удовлетворяющим требованиям поставленной задачи.

Предполагается, что студенты знакомы с первой частью курса “Упрочнение поверхности концентрированными потоками энергии”, а также теоретическими основами моделирования тепловых процессов при поверхностной термической обработке [2-4]. Перед выполнением лабораторной работы студент сдает преподавателю допуск по элементам компьютерной грамотности.