Photonics RussiaPhotonics RussiaФотоника1993-72962686-844XTechnosphera JSC64254010.22184/1993-7296.FROS.2024.18.7.550.562Technologies & Technology EquipmentТехнологии и технологическое оборудованиеResearch ArticleEvaluation of the properties of 65G steel samples after the laser and conventional hardening methods in relation to the operation of agricultural and forestry machinesОценка свойств образцов из стали 65Г после лазерного и традиционных методов упрочнения применительно к эксплуатации сельскохозяйственных и лесотехнических машинhttps://orcid.org/0000-0001-9278-6925BiryukovVladimir P.БирюковВладимир Павлович
Russian Federation

leading researcher, Ph.D. in technical sciences

ведущий научный сотрудник, к. т. н.

journal@electronics.ruhttps://orcid.org/0009-0008-6520-7500KrivorotovValeriy I.КриворотовВалерий Иванович
Russian Federation

deputy head of the attestation and certification department, Ph.D. in technical services

заместитель начальника отдела САС, к. т. н.

journal@electronics.ruhttps://orcid.org/0009-0008-8277-0688LukaninBoris E.ЛуканинБорис Евгеньевич
Russian Federation

head of the certification and attestation unit of the attestation and certification department, Scientific and Technical Association “IRE-Polyus” LLC, postgraduate student, Mytishchinskiy branch of Bauman Moscow State Technical University

начальник сектора сертификации и аттестации отдела САС, ООО НТО «ИРЭ-Полюс», аспирант, Мытищинский филиал МГТУ им. Н. Э. Баумана

journal@electronics.ruMechanical Engineering Research Institute of the Russian Academy of Sciences (IMASH RAN)Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАНLLC NTO “IRE-Polyus”ООО НТО «ИРЭ-Полюс»171220241875505620312202403122024Copyright ©; 2024, Biryukov V.P., Krivorotov V.I., Lukanin B.E.Copyright ©; 2024, Бирюков В.П., Криворотов В.И., Луканин Б.Е.2024Biryukov V.P., Krivorotov V.I., Lukanin B.E.Бирюков В.П., Криворотов В.И., Луканин Б.Е.https://journals.eco-vector.com/1993-7296/article/view/642540

The article analyzes the structural, stress condition and triboengineering tests of 65G steel samples after the laser and conventional hardening methods for possible extension of the service life of parts and mechanisms for the forestry and agricultural machinery. It is established that the abrasive wear resistance is increased by 2.5 and 1.7 times compared to 65G steel in the initial condition and after bulk hardening, respectively. Based on the experimental assessment results of the thermal residual stress level after the bulk furnace hardening and laser hardening of the 65G steel samples, a calculation has been made for the predicted subsequent service life of the parts of tilling mechanisms and machines.

В статье проведен анализ структурного, напряженного состояния и триботехнические испытания образцов из стали 65Г после лазерного и традиционных методов упрочнения для возможного продления сроков эксплуатации деталей машин и механизмов лесной и сельскохозяйственной техники. Установлено, что абразивная износостойкость повысилась в 2,5 и 1,7 раза по сравнению со сталью 65Г в исходном состоянии и после объемной закалки соответственно. По результатам экспериментальной оценки уровня термических остаточных напряжений после объемной печной закалки и лазерного упрочнения образцов из стали 65Г выполнен расчет прогнозируемого ресурса последующей эксплуатации деталей почвообрабатывающих механизмов и машин.

laser hardeningmicrohardnessbulk hardeningstress conditionforecasting of service lifeлазерное упрочнениемикротвердостьобъемная закалканапряженное состояниепрогнозирование ресурса эксплуатацииLyalyakin V. P., Solov’ev S.A., Aulov V. F. Sostoyanie i perspektivy uprochneniya i vosstanovleniya detalej pochvoobrabatyvayushchih mashin svarochno-naplavochnymi metodami. Trudy GOSNITI. 2014; 115; 96–104. Лялякин В. П., Соловьев С. А., Аулов В. Ф. Состояние и перспективы упрочнения и восстановления деталей почвообрабатывающих машин сварочно-наплавочными методами. Труды ГОСНИТИ. 2014; 115; 96–104.Nath A. K., Sarkar S. Laser transformation hardening of steel. Advances in laser materials processing. 2018; 11; 257–298. DOI:10.1016/B978-0-08-101252-9.00011-X.Telasang G., Majumdar J. D., Padmanabham G., Manna I. Wear and corrosion behavior of laser surface engineered AISI H13 hot working tool steel. Surface and Coatings Technology. 2015; 261; 69–78. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2014.11.058.Yilbas B. S., Malik J., Patel F. Laser gas assisted treatment of AISI H12 tool steel and corrosion properties. Optics and Lasers in Engineering. 2014; 54; 8–13. DOI: 10.1016/j.optlaseng.2013.10.004.Maharjan N., Zhou W., Zhou Y., Wu N. Underwater laser hardening of bearing steels. Journal of Manufacturing Processes. 2019; 47; 52–56. DOI: 10.1016/j.jmapro.2019.08.020.Moradi M., Arabi H., Nasab S. J., Benyounis K. Y. A comparative study of laser surface hardening of AISI 410 and 420 martensitic stainless steels by using diode laser. Optics and Laser Technology. 2019; 111; 347–357. DOI: 10.1016/j.optlastec.2018.10.013.Park C., Kim J., Sim A., Sohn H., Jang H., Chun E. J. Influence of diode laser heat treatment and wear conditions on the fretting wear behavior of a mold steel. Wear. 2019; 434–435; 202961. DOI: 10.1016/j.wear.2019.202961.Yuan Q., Chai L., Shen J., Wang H., Guan H., Guo N., Li Y. Microstructural characteristics, hardness and wear resistance of a typical ferritic/martensitic steel surface-treated by pulsed laser. Surface and Coatings Technology. 2021; 418; 127261. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2021.127261.Heitkemper M., Fischer A., Bohne Ch., Pyzalla A. Wear mechanisms of laser-hardened martensitic high-nitrogen-steels under sliding wear. Wear. 2001; 250; 477–484. DOI: 10.1016/S0043-1648(01)00659-7.Pellizzari M., De Flora M. G. Influence of laser hardening on the tribological properties of forged steel for hot rolls. Wear. 2011; 271; 2402–2411. DOI: 10.1016/j.wear.2011.01.044.Pyndak V. I., Novikov A. E. Tribotechnical and energy assessment of parts of working members of cultivating machines after carburizing and laser hardening. Metal Science and Heat Treatment. 2016; 58 (3–4); 226–230. DOI: 10.1007/s11041-016-9994-7.Bogachyova N. D. Primenenie razmagnichivaniya v tekhnike. CNII im. akad. A. N. Krylova. – SPb. 2010. 263 s. ISBN 978-5-903002-18-4. Богачева Н. Д. Применение размагничивания в технике. ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова. – СПб. 2010. 263 с. ISBN 978-5-903002-18-4.Lyalyakin V. P., Krivorotov V. I., Lukanin B. E., Muratov R.Ch., Tolkacheva A. V. Primenenie metoda koercitimetrii dlya ocenki ostatochnyh napryazhenij v ploskih nozhah, uprochnennyh TVCh-borirovaniem. Trudy GOSNITI. 2023; 1 (150); 93–102. DOI: 10.22314/2618-8287-2023-61-1-93-102. Лялякин В. П., Криворотов В. И., Луканин Б. Е., Муратов Р. Ч., Толкачева А. В. Применение метода коэрцитиметрии для оценки остаточных напряжений в плоских ножах, упрочненных ТВЧ-борированием. Труды ГОСНИТИ. 2023; 1 (150); 93–102. DOI: 10.22314/2618-8287-2023-61-1-93-102.Nerazrushayushchij kontrol’ i diagnostika. Spravochnik. / Pod redakciej V. V. Klyueva. – M. Mashinostroenie. 2003. 657s. ISBN: 5-217-03178-6. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник. / Под редакцией В. В. Клюева. – М. Машиностроение. 2003. 657с. ISBN: 5-217-03178-6.