Wpływ parametrów laserowego borowania na właściwości stali średniowęglowej z mikrododatkiem boru

• Autorzy: Pertek-Owsianna A. , Kapcińska-Popowska D. , Bartkowska A.

Warianty tytułu

EN

Influence of laser b oriding parameters on properties of medium carbon steel with boron microalloyed

• Konferencja: Seminarium Instytutu Mechaniki Precyzyjnej „Obróbka cieplna narzędzi i części maszyn” (15.10.2014, Kraków, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wpływ parametrów borowania laserowego na mikrostrukturę, twardość i odporność na zużycie przez tarcie stali borowej zawierającej w % wag.: 0,318% C i 0,002% B. Laserowe borowanie polegało na naniesieniu powłoki z borem na uprze dnio obrobioną cieplnie stal, a następnie przetopieniu jej wiązką lasera. W wyniku laserowej obróbki cieplnej otrzymano mikrostrukturę złożoną z trzech stref: strefy przetopionej (SP) składającej się z eutektyki zawierającej borki żelaza i marte nzyt, strefy wpływu ciepła (SWC) martenzytyczno-bainitycznej i martenzytu odpuszczonego w rdzeniu stali. Dzięki tej strukturze uzyskano łagodny gradient twardości między warstwą a rdzeniem w zakresie od ok. 1800 HV0.1 do ok. 300 HV0.1. Badania wykona ne przy użyciu tribometru MBT 01, w układzie próbka (obracający się pierścień ) – płytka (przeciwpróbka z węglika spiekanego S20S o twardości 1430HV wykazały istotny wpływ parametrów laserowego borowania na zmniejszenie zużycia przez tarcie stali w porówna niu ze stalą tylko po obróbce cieplnej.

EN

The influence of parameters laser boriding on microstructure, hardness and wear resistance of the friction boron steel contai n ing, in % by weight.: 0.318% C and 0.002% were investigated . Laser boriding consisted of applying paste with amorphous boron on the steel surface , and then re melting with a laser beam . As a result, of laser boriding microstruct ure was obtained which consisted of re malted zone with boride eutectic and martensite, heat affected zone wit martensite and bainite and tempered martensite in core. By this structure obtained a hardness gradient between surface and core from 1800 HV0,1 u p to 300 HV0,1. The wear resistance tests were made by means of an MBT 01 Amsler type tribometer in the following system: specimen (rotating ring) – counter spec i men (sintered carbide plate) showed significant impact parameters of the laser boriding to red uce the wear resistance of steel co m pared to steel after heat treatment only.

Słowa kluczowe

PL

borowanie laserowe; mikrostruktura; twardość; odporność na zużycie przez tarcie; stal borowa

EN

laser boriding; microstructure; hardness; wear resistance; boron steel

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 3
• Strony: 49--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Pertek-Owsianna A.

• Politechnika Poznańska

autor

Kapcińska-Popowska D.

• Przemysłowy Instytut Maszyn Rolniczych, Poznań

autor

Bartkowska A.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Katedra Organizacji i Zarządzania, Warszawa

Bibliografia

• [1] www.ruukki.com, 02.12.2013.
• [2] Łabęcki M,: Wpływ gatunku materiału, sposobu obróbki cieplnej i twardości na trwałość organów roboczych maszyn rolniczych ze szczególnym uwzględnieniem lemieszy do pługów. Prace PIMR, 2, 1993.
• [3] Owsiak Z.: Badania zużycia wybranych narzędzi rolniczych skrawających glebę, praca habilitacyjna, AR, Wrocław, 1991.
• [4] Napiórkowski J.: Zużyciowe oddziaływanie gleby na elementy robocze narzędzi rolniczych. Rozprawa habilitacyjna, Wyd. PTIR, Kraków 2005.
• [5] Kusiński J.: Lasery i ich zastosowanie w inżynierii materiałowej. Wydawnictwo Naukowe Akapit, 2000.
• [6] Steen W.M.: Laser materiał processing - an over-view. „Journal of Optics A: Pure and Applied Optics", 2003, s. 3-7.
• [7] Major B.: Laserowa modyfikacja stali poprzez wprowadzenie węglików i borków. Materiały konferencyjne, III Ogólnopolska Konferencja Obróbka Powierzchniowa, Częstochowa-Kule 1996, s. 263-269.
• [8] Napadłek W., Przetakiewicz W.: Struktura stali 40H hartowanej laserowo. Konferencja Naukowo-Techniczna, 1998, s. 169-176.
• [9] Napadłek W., Przetakiewicz W.: Właściwości zmęczeniowe stali 40H hartowanej laserowo. „Inżynieria Materiałowa" 6, 2000, s. 365-369.
• [10] Tasak E.: Metalurgia spawania. Wydawnictwo JAK, Kraków 2008.
• [11] Augustyn-Pieniążek J., Skrzypek S.J., Goły M.: Laserowa modyfikacja warstwy wierzchniej na podłożu stali austenitycznej 18-8. Materiały konferencyjne, XXXVI Szkoła Inżynierii Materiałowej, Kraków-Krynica, 23-26 X 2008, s. 172-176.
• [12] Pertek A., Wiśniewski K.: Właściwości aplikacyjne borowanej stali konstrukcyjnej. „Inżynieria Powierzchni", 3, 2007, s. 75-78.
• [13] Bartkowska A., Pertek A., Wiśniewski K.: Struktura i właściwości konstrukcyjnej stali 42CrMo4 po regulowanym azotowaniu i laserowym stopowaniu bo¬rem. „Archiwum Technologii maszyn i Automatyzacji Komisja Budowy Maszyn PAN - oddział w Pozna-niu", Wyd. Politechniki Poznańskiej, 1, 2009, s. 83-91.
• [14] Bartkowska A., Pertek A.: Laserowa modyfikacja warstw borochromowanych na stali C45. Materiały konferencyjne, XXXVIII Szkoła Inżynierii Materiałowej, Kraków-Krynica, 28 IX-1 X 2010, 2010, s. 187-190.
• [15] Bartkowska A., Pertek A.: Laserowa modyfikacja warstw boroniklowanych. „Inżynieria Powierzchni", 1,2011, s. 16-20.
• [16] Bartkowska A., Pertek A., Jankowiak M., Jóźwiak K.: Borided layers modyfied by chromium and laser treatment on C45 steel. „Archives of Metallurgy and Materials", 57, 1, 2012, s. 211-214.
• [17] Bartkowska A., Pertek A.: Struktura i właściwości warstw borowanych modyfikowanych chromem oraz wiązką laserową. „Inżynieria Powierzchni", 2, 2012, s. 71-73.
• [18] Bartkowska A., Pertek A., Popławski M.: Wpływ modyfikacji laserowej na strukturę i mikrotwardość warstw boroniklowanych i borochromowanych. „Inżynieria Materiałowa", 5, 189, 2012, s. 452-455.
• [19] Gopalakrishnan P., Shankar P., Subba Rao R.V., Sundar M., Ramakrishnan S.S.: Laser surface modification of Iow carbon borided steels. „Scripta Materialia", 44, 2001, s. 707- 712.
• [20] Kulka M., Pertek A.: Microstructure and properties of borocarburized 15CrNi6 steel after laser surface modification. „Applied Surface Science", 236, 2004, s. 98-105.
• [21] Pertek A.: Borowanie dyfuzyjne i laserowe części maszyn i narzędzi. „Inżynieria Powierzchni", 4, 2010,s.28-34.
• [22] Wiśniewski K., Pertek A.: Influence of laser alloying with amorphous boron on structure and microhardness of 41Cr4 steel. „Archives of Metallurgy and Ma¬terials", 54, 1, 2009, s. 111-114.
• [23] Pertek A., Kulka M.: Characterization of single tracks after laser surface modification of borided 41Cr4 steel. „Applied Surface Science", 205, 2003, s. 137-142.
• [24] Pertek A., Kulka M.: Wpływ laserowej modyfikacji na strukturę i właściwości azotowanej stali 42CrMo4. "Inżynieria Materiałowa", 5, 2005, s. 306-309.
• [25] Kulka M., Makuch N., Pertek A.: Microstructure and properties of laser-borided 41 Cr4 steel. „Optics & Laser Technology", 45, 2013, s. 308-318.
• [26] Burakowski T., Wierzchoń T.: Inżynieria powierzchni metali. Warszawa 1995.
• [27] Pertek-Owsianna A., Kapcińska-Popowska D., Bart-kowska A.: Obróbka cieplna objętościowa i powierzchniowa stali z mikrododatkiem boru. „Inżynieria Materiałowa" (w druku).
• [28] Podczernjajeva IA.: Formirovanije i svojstva poverchnostnogo słoja pri kompleksnom lazernom borirovanii uglerodistych stałej. „Poroszkovaja Metallurgija" 1, 1997,s.74-78.
• [29] Safonov AŃ.: Osobiennosti borirovanija żeleza i stałej s pomoszczju nieprierywnogo CO2—lazera. „Metalovedenije i Termiceskaja Obrabotka Metallov", 1, 1998 s. 5-9.
• [30] Przybyłowicz K, Depczyński W, Mola R.: Modification of diffusion coatings structure by laser heat treatment. „Inżynieria Materiałowa", 4,1998, s.1043-1046.
• [31] Bartkowiak, K., Waligóra, W.: Laser alloying of the construction steel 45 with boron. The scientific conference with foreign participation, TRANSFER 2001, Trencin, Slovak Republic, 23-24 October 2001, s. 175-180.
• [32] Paczkowska M, Ratuszek W, Waligóra W.: Microstructure of laser boronized nodular iron. „Surface and Coatings Technology", 205, 2010, s. 2542-2550.
• [33] Pertek-Owsianna A., Kapcińska-Popowska D., Bartkowska A., Wiśniewski K.: Wpływ borowania dyfuzyjnego i laserowego na mikrostrukturę i wybrane właściwości stali Hardox 450. „Inżynieria Materiałowa", 5 (195, 2013, s. 530- 533.