Технолого-экономическое образование: достижения, инновации, перспективы

Технолого-экономическое образование: достижения, инновации, перспективы: XXI Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием. 2025 142 А. Н. Чуканов, И. В. Минаев, С. Н. Кутепов, Д. С. Клементьев, Е. В. Цой Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого (Тула, Россия) ОПТИЧЕСКАЯ И ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ В АНАЛИЗЕ ЛАЗЕРНОГО МИКРОСТРУКТУРИРОВАНИЯ СТАЛЬНОГО ПРОКАТА * Аннотация. Статья описывает использование оптической и электронной микро- скопии для анализа изменения концентрации атомов углерода в поверхностных слоях углеродистых сталей, вызванного влиянием поверхностного лазерного микрострукту- рирования. Ключевые слова: углеродистые стали, лазерное микроструктурирование, при- меси внедрения, концентрация, оптическая и электронная микроскопия. Введение. Наряду распространенными методами лазерной обработки ме- таллов, таких как резка [1], сварка, закалка активно исследуют применение не- разрушающего лазерного воздействия на поверхность металлов и сплавов, фор- мирующего заданную структуру с требуемыми свойствами изделий [2]. К ним относят лазерное модифицирование и лазерное микроструктурирование (ЛМ) [3]. Эти технологии перспективные как ресурсосберегающие и позволяющие по- высить потребительские качества стальных полуфабрикатов и готовых изделий контролируемым изменением их химического и структурного составов. Меха- низмы этих процессов базируются на явлении термодиффузии [4]. Однако, изме- нение концентрации основных элементов и микроструктуры сталей при термо- диффузии, вызванной ЛМ, описано недостаточно полно. Основными экспериментальными методами наблюдения структурных изме- нений сталях при ЛМ являются оптическая и электронная микроскопия. Цель работы – использование оптической и растровой электронной микро- скопии для оценки изменения содержания углерода в поверхностных слоях уг- леродистых сталей, подвергнутых ЛМ. Материал и методики исследования. Объекты исследования – образцы горя- чекатанных листов углеродистых сталей марок 20, 35, 45 имели следующие размеры: длина L =217 мм; ширина b =20 мм; толщина h =2 мм. Образцы подвергали ЛМ на установке с двухкоординатным гальваническим сканером (рис. 1), входящей в состав трехкоординатного лазерного комплекса с автоматизированной системой слежения за фокусом, с непрерывным волоконным иттербиевым лазером длиной волны 1070 нм и мощностью до 2 кВт [5]. Схема его работы представлена на рис. 2. * Работа выполнена при финансовой поддержке гранта правительства Тульской области в сфере науки и техники ДС-161 (2024 г.).