Prykhodko V. Technological maintenance of stainless-steel surface roughness with short pulse laser radiation

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0824U002078

Applicant for

Specialization

  • 131 - Прикладна механіка

18-07-2024

Specialized Academic Board

ДФ 64.050.146-5961

National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"

Essay

The dissertation work is devoted to the solution of an urgent scientific and technical problem related to the solution of problems of low-visibility of stainless-steel products. The object of research is the process of formation of periodic and probabilistic 3D structures during modification of steel surface with laser radiation. The subject of the study is the regularities of formation of periodic and probabilistic 3D structures during nanosecond laser treatment of austenitic chromium-nickel steel AISI 321 and their scattering ability. The aim of the thesis work is the technological provision of surface roughness of austenitic chromium-nickel steel AISI 321 by its modification to provide light-reflecting characteristics on the basis of creation of 3D random and periodic micro- and nanostructures by short-pulse laser radiation. According to the results of the thesis research the following scientific results were obtained: the model of laser impact on the surface of stainless steel has been further developed taking into account the process of scanning in longitudinal and transverse directions; it has been shown that using nanosecond laser irradiation creates periodic and random 3D structures, the formation of which depends on the material properties, laser beam parameters and scanning strategy; it has been established that only random 3D structures are formed on the steel surface at low laser irradiation intensity, and with the increase of laser intensity The possibility of practical application of the proposed method of control of periodic structures with means of a sliding beam of a HeNe laser is shown. According to the results of the research the theoretical and practical value of the proposed method of surface modification of chromium-nickel steel is confirmed, practical recommendations on technological parameters and modes of nanosecond laser processing of stainless steel AISI 321 for obtaining on its surface both periodic and random 3D structures are given.

Research papers

Prykhodko V. Modeling and Surface Modification of AISI 321 Stainless Steel by Nanosecond Laser Radiation / Dobrotvorskiy S., Aleksenko B.A., Kościński M., Basova Y., Prykhodko V. // Lecture Notes in Mechanical Engineering, 2023. Р. 205–215. (Scopus).

Prykhodko V. The Relief of the Structured by Nanosecond Laser Stainless Steel Surface Inspection by Sliding Reflection of a Laser Beam / Dobrotvorskiy S., Aleksenko B.A., Kościński M., Basova Y., Prykhodko V., Dobrovolska L. & Mižáková J. // EAI/Springer Innovations in Communication and Computing, 2023. Р. 65–77. (Scopus).

Prykhodko V. Computer Modelling and Comparative Analysis of Surface Microrelief Inspection by the Method of Scattering of a Laser Beam During Its Small-Angle Sliding Incidence / Dobrotvorskiy S., Aleksenko B.A., Yepifanov V., Basova Y., Prykhodko V., Dobrovolska L., Kościński M., // Lecture Notes in Networks and Systems, 2023. Vol. 762. Р. 237–252. (Scopus)

Prykhodko V. Computer Modeling and Comparative Analysis of Surface Microrelief Control by the Method of Reflection of a Sliding Laser Beam / Aleksenko B.A., Dobrotvorskiy S., Basova Y., Prykhodko V., Kościński M. // Lecture Notes in Networks and Systems, 2023. Vol. 808. Р. 436–446. (Scopus)

Приходько В.О. Розробка метода контролю рельєфу поверхонь оброблених методом лазерного впливу / Алексенко Б.О., Приходько В.О., Добротворський С.С., Басова Є.В., Косцінський М., Міжакова Я. // Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я: тези доповідей ХXХІ Міжнародної науково-практичної конференції . (м. Харків, 17–20 травня 2023 р.). – Харків, 2023. – С. 152

Приходько В.О. Розробка рішення для контролю рельєфу поверхонь сталей, структурованих високоенергетичним впливом лазеру / Приходько В.О., Добротворський С.С., Басова Є.В. // Теоретичні та практичні дослідження молодих науковців: матеріали ХIV міжнародної науково-практична конференції магістрантів та аспірантів. (м. Харків, 14–16 грудня 2022 року). – Харків, 2022. – С. 410.

Prykhodko V. Quality Assurance of the Surface Layer of Processing Parts by Vibration Hardening / Dobrotvorskiy S., Prykhodko V., Basova Y., Dobrovolska L., Yassine Al Kaderi // 1st Kharkiv Welcome Meeting for Foreign Physics Students : зб. тез доп. міжнар. наук.-практ. конф. (м. Харків, 21 травня 2021 р.). – Харків, 2021. – С. 13.

Prikhodko V. Quality assurance of the surface layer of processing parts by vibration hardening / Dobrotvorskiy S., Dobrovolska L., Prikhodko V // Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я: тези доповідей ХXІХ міжнародної науково-практичної конференції MicroCAD-2021 (м. Харків, 18-20 травня 2021 р). – Харків, 2021. – Ч. I. – C. 93.

Приходько В.О. Критичний аналіз CAE систем моделювання для розрахунку сeндвіч структур / Приходько В.О., Добротворський С.С., Басова Є.В., Добровольска Л.Г., Пермяков Є.А. // Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я : тези доповідей ХХVІІІ міжнародної науково-практичної конференції MicroCAD-2020 (м. Харків, 28-30 жовтня 2020).– Харків, 2020. – Ч. I. – C. 149.

Приходько В.О., Добровольска Л.Г., Добротворський С.С. Аналіз систем програмування для написання программ розрахунку сєндвіч пакетів. Молодь: наука та інновації – 2020: матеріали VІІІ Всеукраїнської науково-технічної конференції студентів, аспірантів і молодих вчених (м. Дніпро, 26-27 листопада 2020 року). Дніпро, 2020. Том 3. С. 3-6.

Similar theses