Применение того или иного метода упрочняющей обработки определяется требованиями, предъявляемыми к конкретным деталям. В современных условиях существенно увеличились нагрузки на детали машин, что связано со значительным повышением мощности и производительности машин. Это привело к тому, что известные методы увеличения долговечности стальных деталей уже не всегда способны обеспечить требуемые свойства. Поэтому возрастает интерес к применению комбинированных методов упрочнения, которые представляют собой сочетание двух или нескольких технологических процессов упрочнения. Такое сочетание позволяет достичь очень высокой эффективности упрочнения, которую невозможно получить каким-либо одним способом.

Также повышенный интерес к комбинированным упрочняющим технологиям вызван и необходимостью сокращения использования легированных сталей из-за высокой стоимости легирующих элементов.

Целью данной работы является изучение влияния режимов упрочняющей комбинированной обработки на изменение свойств поверхностного слоя легированной стали.

Образцы были подвергнуты улучшению, а именно закалке с высоким отпуском.

Лазерное упрочнение проводилось на установке «Латус-31». Мощность излучения лазера составляла 0,9-1,1 кВт, диаметр пятна – 5 мм. Скорость перемещения лазерного луча варьировалась в диапазоне 0,5-1,5 м/мин.

Азотирование проводили в среде мелкодисперсного азотосодержащего вещества с активаторами при температуре 550 °С в течение 2-4 часов. Процесс азотирования проводили в закрытой атмосфере в виде герметичного контейнера в камерной печи.

Исследовано влияние режимов упрочняющей комбинированной обработки на изменение свойств поверхностного слоя стали 38Х2МЮА. Экспериментальные данные показали, что толщина упрочненного слоя стали 38Х2МЮА в зависимости от технологических режимов комбинированной обработки варьируется в диапазоне 0,18-0,69 мм, при этом поверхностная твердость имеет значения 10,5-12,5 ГПа.

Анализ полученных результатов показал, что интенсификация процесса азотирования лазерной обработкой поверхности стали позволяет получить азотированный слой большей толщины (до 0,69 мм) и большей микротвердости (до 12,5 ГПа) по сравнению с чисто азотированными участками (без предварительной лазерной обработки), на которых толщина диффузионного слоя не превышала 0,2 мм, а микротвердость – 10,8 ГПа. Это объясняется облегчением диффузии атомов азота и повышением его растворимости, вследствие образования более дефектной структуры металла после лазерного облучения (повышение плотности дислокаций, дробление зерен и увеличение протяженности их границ, получение ультрадисперсных разориентированных зерен).