Control of Physical and Mechanical Properties of the Titanium Alloy Surface by Short Laser Pulses

Abstract

Аннотация. В работе исследованы физико-механические свойства поверхностного слоя конструкционных титановых сплавов ВТ18у и ВТ9, обработанных лазерными импульсами. Лазерная обработка состоит из серии импульсов длительностью ≈ 20 нс. Использовались различные методы лазерной обработки, которые отличались плотностью мощности, частотой следования импульсов, алгоритмом формирования матрицы облучённых участков и так далее. Исследованы изменения микротвёрдости. Установлены зависимости микротвёрдости от нагрузки на индентор. Показано, что качество формируемой поверхности и её свойства определяются параметрами лазерных импульсов и технологией процесса обработки в целом. Установлены режимы, обеспечивающие повышение микротвёрдости материала, а также стойкости обрабатываемой поверхности к трещинообразованию и разрушению при локальном нагружении. Обсуждены механизмы комплексного улучшения механических свойств поверхностного слоя материала под воздействием лазерной обработки. Существенным достоинством предлагаемого метода обработки является одновременный рост микротвёрдости и стойкости к формированию трещин. Ключевые слова: механические свойства; титановые сплавы; поверхностный слой; микротвёрдость; лазерная обработка