ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ПЕРІОДИЧНИХ МІКРОСТРУКТУР ТИПУ «ЛУСКА РИБИ» НА ПОВЕРХНІ НЕРЖАВІЮЧОЇ СТАЛІ 12Х18Н10Т НАНОСЕКУНДНИМ ЛАЗЕРНИМ ОПРМІНЕННЯМ - Добротворський , Сергій; Алексенко , Борис; Басов , Віктор; Трубін , Дмитро; Кошцінський , Міколай; Завадзький, Павел (Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, 2025)
Розглянуто технологічні особливості формування періодичних мікроструктур типу «луска риби» на поверхні нержавіючої сталі 12Х18Н10Т шляхом наносекундного лазерного опромінення. Проаналізовано закономірності взаємодії лазерного випромінювання з матеріалом, що включають процеси нагріву, фазових переходів, абляції та формування рельєфу поверхні. Запропоновано математичну модель процесу, що враховує рівняння теплопровідності, кінетику фазових переходів та механізми абляції. Акцентовано увагу на методах чисельного моделювання, зокрема методах скінченних елементів та скінченних різниць, для прогнозування поведінки матеріалу під впливом лазерного опромінення. Підтверджено кореляцію між енергетичними параметрами лазера та глибиною абляції, що дозволяє визначити оптимальні режими обробки для створення періодичних мікроструктур із заданими геометричними характеристиками. Виконано чисельне моделювання розподілу температурного поля та динаміки змін рельєфу поверхні, що демонструє ефект насичення матеріалу та вплив перекриття імпульсів на формування мікроструктури. Експериментально досліджено формування лазерних мікроструктур на поверхні нержавіючої сталі за допомогою наносекундного лазера Мінімаркер 2. Підтверджено, що отримані мікроструктури добре корелюють із результатами чисельного моделювання. Встановлено, що зміна параметрів сканування, таких як крок між імпульсами та швидкість обробки, дозволяє керувати морфологією та періодичністю отриманих структур. Виявлено, що мікрорельєф поверхні має характерний профіль, близький до Гаусового розподілу інтенсивності лазерного випромінювання. Результати дослідження підтверджують можливість використання лазерної мікротекстуризації для модифікації експлуатаційних характеристик металевих поверхонь, що може бути застосовано в авіаційному, автомобільному, медичному та енергетичному машинобудуванні. Отримані дані можуть слугувати основою для подальшої оптимізації процесів лазерного мікротекстурування та розробки нових технологій поверхневої обробки матеріалів.