fwjТрение и и износTitle in english0000-00000000-0000AGU10.32864/0202-4977-2025-46-2-111-120fwj-43Research ArticleСтатьиВлияние лазерной закалки на триботехнические свойства стали 45Laser Treatment Influence on Tribotechnical Properties of Steel 45АкунецЕ. Г.AkunetsE. G.

пр-т Октября, 48, г. Гомель 246029

Prospect Octiabria, 48, Gomel 246029

ggtu2003@mail.ruГуцевД. М.GutsevD. M.

ул. Кирова, 32а, г. Гомель 246050

Kirova st., 32a, Gomel 246050

КудрицкийВ. Г.KudrytskiV. G.

ул. Кирова, 32а, г. Гомель 246050

Kirova st., 32a, Gomel 246050

МаксименкоА. В.MaksimenkoА. V.

ул. Советская, 104, г. Гомель 246028

Sovetskaya str., 104, Gomel 246028

ЦаренкоИ. В.TsarenkoI. V.

пр-т Октября, 48, г. Гомель 246029

Prospect Octiabria, 48, Gomel 246029

Учреждение образования «Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого»БеларусьSukhoi State Technical University of GomelBelarusИнститут механики металлополимерных систем имени В.А. Белого НАН БеларусиБеларусьV.A. Belyi Metal-Polymer Research Institute of National Academy of Sciences of BelarusBelarusУчреждение образования «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»БеларусьFrancisk Skorina Gomel State UniversityBelarus202528092026462111120Copyright © AGU, 20262026AGUAGUhttps://fwj.ejournal.by/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://fwj.ejournal.by/jour/article/view/43

Исследовано влияние технологических параметров лазерной обработки на триботехнические характеристики стали 45, позволяющее разработать рекомендации для получения максимальной износостойкости. Проведена оценка влияния режимов лазерной обработки (тока накачки I, длительности импульса τ) на значения энергии в импульсе Е, передаваемой на обрабатываемую поверхность. Изменение силы тока в диапазоне 60—120 А и времени импульса от 5 до 25 мс позволило получать изменение энергии в импульсе в пределах от 0,3 Дж до 4,1 Дж. Установлено, что триботехнические свойства поверхности, обработанной одинаковой энергией, но различными режимами воздействия отличаются. Износостойкость образца оценивали по ширине дорожки трения. Установлено, что влияние длительности импульса на триботехнические характеристики носит экстремальный характер: при токе накачки 60 А минимальный коэффициент трения и максимальная износостойкость были получены при длительности импульса 20 мс. Увеличение длительности импульса более 20 мс приводит к отслаиванию ламеллярных фрагментов на поверхности и ухудшению триботехнических параметров.

The influence of technological parameters of laser processing on tribotechnical characteristics of steel 45 has been investigated, allowing to develop recommendations for obtaining maximum wear resistance. The influence of laser processing modes (pump current I, pulse duration τ) on the values of energy in the pulse E transferred to the surface to be processed has been evaluated. Changing the current strength in the range of 60—120 A and pulse time from 5 to 25 ms allowed to obtain the change of energy in the pulse in the range from 0.3 J to 4.1 J. It was found that tribotechnical properties of the surface treated with the same energy but different modes of exposure differ. The wear resistance of the sample was estimated by the width of the friction track. It was found that the influence of pulse duration on tribotechnical characteristics is extreme: at pumping current of 60 A the minimum friction coefficient and maximum wear resistance were obtained at pulse duration of 20 ms. Increase of pulse duration more than 20 ms leads to lamellar fragments peeling off on the surface and deterioration of tribotechnical parameters.

триботехнические характеристикиуглеродистая стальлазерная обработкаэнергия в импульседлительность импульсаток накачкиупрочнениеизносостойкостьморфология поверхностимикротвердостькоэффициент тренияtribotechnical characteristicscarbon steellaser treatmentpulse energypulse durationpump currenthardeningwear resistancesurface morphologymicrohardnessfriction coefficientReferencesВедерникова И.И., Полетаев В.А. Применение лазерного модифицирования для упрочнения рабочих поверхностей деталей машин // Journal of Advanced Research in Technical Science. — 2019 (15), 18—25Vedernikova I.I., Poletaev V.A. Application of laser modification for hardening the working surfaces of machine parts // Journal of Advanced Research in Technical Science. — 2019, no. 15, 18—25 (in Russian)Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюров А.И. Технологические процессы лазерной обработки: учебное пособие / под ред. А.Г. Григорьянца. — Москва: МГТУ им. Баумана. — 2006Grigorijnts A.G., Shiganov I.N., Misurov A.I. Technologicheskie protsessy lazernoj obrabotki: uchebnoe posobie / pod red. A.G. Grigorijnts. — Moskva: MGTU im. Baumana. — 2006 (in Russian)Астапчик С.А., Голубев В.С., Маклаков А.Г. Лазерные технологии в машиностроении и металлообработке. — Минск: Беларус. навука. — 2008Astapchik S.A., Golubev V.S., Maklakov A.G. Laser technologies in mechanical engineering and metalworking. — Minsk: Belarus. Navuka. — 2008 (in Russian)Белый А.В., Калиниченко А.С., Кукареко В.А., Девойно О.Г. Инженерия поверхностей конструкционных материалов с использованием плазменных и пучковых технологий. — Минск: Белорусская наука. — 2017Belyi A.V., Kalinichenko A.S., Kukareko V.A, Devoino O.G. Engineering of surfaces of structural materials using plasma and beam technologies. — Minsk: Belarusian Science. — 2017 (in Russian)Zhang H., Shi Y., Xu C.Y., and Kutsuna M. Surface Hardening of Gears by Laser Beam Processing // Surface Engineering. — 2003 (19), no. 2, April, 134—136Zhang H., Shi Y., Xu C.Y., and Kutsuna M. Surface Hardening of Gears by Laser Beam Processing // Surface Engineering. — 2003 (19), no. 2, April, 134—136Mordike B.L. Improvement of Wear Properties by Laser Surface Treatment // Proc. 3rd European Conf. «Laser Treatment of Materials. ECLAT’90» 2 Vol. Eds. H.W. Bergmann, R. Kupfer. — 1990 (1), 371—376Mordike B.L. Improvement of Wear Properties by Laser Surface Treatment // Proc. 3rd European Conf. «Laser Treatment of Materials. ECLAT’90» 2 Vol. Eds. H.W. Bergmann, R. Kupfer. — 1990 (1), 371—376Сафонов А.Н. Изучение структуры и твердости поверхности железоуглеродистых сплавов после их оплавления лазерным излучением // МиТОМ. — 1999, № 1, 7—10Safonov A.N. Study of structure and surface hardness of iron-carbon alloys after their melting by laser radiation // MiTOM. — 1999 (1), 7—10 (in Russian)Петроченко С.В., Хао Ц., Юй С., Чжао К. Оценка влияния параметров режима лазерной закалки на качество поверхности и поверхностного слоя деталей станков (обзор) // Омский научный вестник. — 2024 (1), 56—62Petrochenko S.V., Hao C., Yu S., Zhao K. Evaluation of the influence of laser hardening mode parameters on the surface quality and surface layer of machine tool parts (review) // Omskiy nauchny vestnik. — 2024 (1), 56—62 (in Russian)Огин П.А., Мерсон Д.Л., Яресько С.И. Влияние мощности лазерного излучения и скорости движения луча на геометрию зоны оплавления при лазерной закалке стали 40X // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. — 2016 (36), № 2, 46—51Ogin P.A., Merson D.L., Yaresko S.I. Influence of laser radiation power and beam speed on the geometry of melting zone at laser hardening of steel 40X // Vector of Science of Togliatti State University. — 2016 (36), no. 2, 46—51 (in Russian)Афанасьева Л.Е., Барабонова И.А., Ботянове В., Раткевич Г.В., Гречишкин Р.М. Структурные фазовые превращения в быстрорежущей стали при лазерной закалке с оплавлением поверхности многоканальным СО2 лазером // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2013 (104), № 8, 10—13Afanasyeva L.E., Barabonova I.A., Botyanove V., Ratkevich G.V., Grechishkin R.M. Structural phase transformations in high-speed steel during laser quenching with surface melting by multi-channel CO2 laser // Strengthening technologies and coatings. — 2013 (104), no. 8, 10—13 (in Russian)Мышковец В.Н., Максименко А.В., Шалупаев С.В., Юркевич С.Н. Лазерная установка с оптоволоконной приставкой и процессы сварки изделий из нержавеющей стали // Материалы. Технологии. Инструменты. — 2003 (8), № 4, 84—87Ustanovka dly lazernoj obrabotki: Pat. RF 34426, MPK7 V 23K 26/00, В 23К 26/02, В 23К 26/03, В 23К 26/067. zayavl. 11.06.2003; opubl. 10.12.2003. / A.A. Brenjko, V.N. Myshkovets, A.V. Maksimenko, V.I. Rybin, A.N. Tuchin, S.N. Urkevicvh, E.G. Prizhepov (in Russian)Установка для лазерной обработки: пат. РФ 34426, МПК7 В 23К 26/00, В 23К 26/02, В 23К 26/03, В 23К 26/067. заявл. 11.06.2003; опубл. 10.12.2003. / А.А. Бренько, В.Н. Мышковец, А.В. Максименко, В.И. Рыбин, А.Н. Тучин, С.Н. Юркевич, Е.Г. ПрищеповMyshkovets V.N., Maximenko A.V., Shalupaev S.V., Yurkevich S. N. Laser installation with a fibreoptical prefix and processes of welding of the products of stainless steel // Materials, Technologies, Tools. — 2003 (8), № 4, 84—87 (in Russian)Григорьев А.Я., Гуцев Д.М., Зозуля А.П., Ковалева И.Н., Кудрицкий В.Г., Мышкин Н.К., Семенюк М.С. Возвратно-поступательный миллитрибометр МТУ-2К7 // Трение и износ. — 2014 (35), № 6, 664—669Grigoriev A.Ya., Gutsev D.M., Zozulya A.P., Kovaliova I.N., Kudrytski V.G., Myshkin N.K., and Semenyuk M.S. Reciprocating MTU2K7 Millitribometer // Journal of Friction and Wear. — 2014 (35), no. 6, 455—459Коваленко В.С., Головко Л.Ф., Черненко В.С. Упрочнение и легирование деталей машин лучом лазера. — Киев: Тэхника. — 1990Kovalenko V.S., Golovko L.F., Chernenko V.S. Uprochnenie I legirovanie detalej mashin luchem lazera. — Kiev: Tehnika. — 1990 (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.