МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ЖАРОПРОЧНОГО СПЛАВА ВХ9Л ЛАЗЕРНЫМ ИМПУЛЬСНЫМ ОКСИДИРОВАНИЕМ НА ВОЗДУХЕ

10.25712/ASTU.1811-1416.2025.04.011

Аннотация

Выполнены экспериментальные исследования процесса лазерной термической обработки поверхности жаропрочного литейного сплава ВХ9Л в режиме импульсной генерации излучения. Путем лазерного импульсного сканирования получены оксидные покрытия толщиной 20-30 мкм с микротвердостью 8-11 ГПа. Методом растровой электронной микроскопии исследована структура сформированных термических оксидов в зависимости от мощности импульсного излучения. Построена кинетическая модель лазерного оксидирования металлов в составе сплава ВХ9Л на воздухе по механизму поверхностного зародышеобразования. При увеличении мощности лазера с 150 Вт до 200 Вт степень оксидирования металлической поверхности уменьшается с 26% до 12% вследствие повышения температуры металла и тенденции формируемого оксида к разложению. Расчетные значения соответствуют полученным экспериментальным данным при размере критических зародышей 0,3 нм, теплоте десорбции атомарного кислорода 350000 Дж/моль и общем времени обработки 0,02 с. Установлено, что при лазерном оксидировании образцов из сплава ВХ9Л образованная оксидная фаза включает, в основном, оксиды хрома и титана. Содержание в составе модифицированной поверхности оксидов железа и никеля незначительна и соответствует «следовым» микроколичествам. Показано, что лазерное импульсное оксидирование может применяться как перспективный способ модифицирования при получении на изделиях механически прочных и коррозионноустойчивых металлооксидных пленок и покрытий.