Page 9 - Марков А

7

⎯ температура підігріву зразків безпосередньо перед лазерним модифіку-
ванням поверхні.
Зі зростанням погонної енергії лазерного променя зростає товщина модифікованого
шару та збільшується об’ємний вміст часточок SiC у ньому. З підвищенням погонної
енергії понад 1100 Дж/см часточки SiC інтенсивно розчиняються у розплаві
алюмінію, що погіршує характеристики шару. Тому прийняли, що оптимальна
погонна енергія знаходиться в діапазоні 740...1100 Дж/см. За погонної енергії
740 Дж/см рівномірний розподіл часточок SiC по товщині модифікованого шару
зберігається лише до глибини 0,9 мм, тоді як за 1100 Дж/см – до 1,1 мм (рис. 1).

а а б б в в г г

Рис. 1 Вплив погонної енергії лазерного променя на структуру поверхневого шару
сплаву В95, модифікованого часточками SiC:
а – 500 Дж/см; б – 740 Дж/см; в – 1100 Дж/см; г – 1500 Дж/см

Зі збільшенням розміру часточок карбіду SiC від 50 до 150 мкм, під час
лазерного модифікування за оптимальним режимом (погонна енергія 740 Дж/см),
об’ємний вміст SiC зростає від 16 до 20,5 %.
Попередній підігрів підкладки збіль-
30 2,0 шує глибину проплавляння лазерним про-
менем сплаву, зменшує швидкість крис-
25 1 1,6 талізації розплаву, подовжує тривалість

20 1 взаємодії часточок SiC із розплавом
1 1,2 металу, що сприяє збільшенню товщини
C, % 15 2 0,8 l, мм модифікованого шару від 0,75 до 1,5 мм

10 (рис. 2). Однак він спричиняє часткове
розчинення часточок SiC в розплаві та,
0,4
5 відповідно, зменшення їх частки в об’ємі
2 2 2 модифікованого шару. Часточки карбідів
0 0,0
20 100 250 Al та Si утворюються за реакціями:

o
t, C 3SiC+4Al=Al 4C 3+3Si,

Рис. 2 Вплив температури підігріву 4SiC+4Al=Al 4SiC 4+3Si.
підкладки зі сплаву В95 на об’ємний Рентгеноспектральний та рентгено-
вміст (С) часточок SiC (1) та Al 4C 3+ фазний аналізи шарів, модифікованих
Al 4SiC 4 (2), а також його товщину (l) (3) часточками SiC, підтверджують при-
в лазерно модифікованому шарі сутність часточок карбідів SiC та карбідів
Al у них. Кількість та фазовий склад
карбідів Al, утворених внаслідок взаємодії розплаву металу з часточками SiC,
суттєво залежить від температури в розплавленій зоні. У верхніх її шарах
формується більша кількість часточок Al 4SiC 4 глобулярної форми, проти глибших,
де через нижчу температуру з’являється більше часточок Al 4C 3, які мають форму