Hartowanie laserowe warstw borowanych

• Autorzy: Pertek A. , Kulka M. , Marcinkowski R.

Warianty tytułu

EN

Laser hardening of borided layers

• Konferencja: II Krajowa Konferencja "Nowe Materiały - Nowe Technologie w Przemyśle Okrętowym i Maszynowym", Międzyzdroje, 7-10 września 2003
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań laserowej modyfikacji warstw borowanych wytworzonych na stali średniowęglowej 40H(0.37 %C, 0.89 %Cr). Laserową obróbkę cieplną przeprowadzono za pomocą lasera CO2. Zbadano wpływ hartowania laserowego bez przetopienia i z przetopieniem na strukturę, skład fazowy, mikrotwardość i odporność na zużycie przez tarcie borowanych warstw. Określono wpływ parametrów lasera (gęstość mocy, szybkość skanowania) na mikrostrukturę warstwy borowanej. Stal borowana i zahartowana z przetopieniem składa się z trzech stref. Przy powierzchni znajduje się strefa przetopiona, w której występuje eutektyka borkowa o mikrotwardości 950-1200HV. Pod strefą przetopioną wyróżnia się strefa wpływu ciepła o strukturze martenzytycznej i mikrotwardości ok. 600HV, a pod nią rdzeń stali perlityczno-ferrytyczny o mikrotwardości ok. 250HV. W borowanej stali poddanej zahartowaniu bez przetopienia można wyróżnić strefę borków żelaza FeB i Fe2B o mikrotwardości 1500-1800HV, strefę wpływu ciepła o strukturze martenzytycznej i mikrotwardości ok. 750HV oraz strefę nie obrobioną cieplnie o mikrotwardości do ok. 300 HV. Warstwy borowane modyfikowane laserową obróbką cieplną wykazują korzystniejszą odporność na zużycie przez tarcie od warstw borowanych poddanych konwencjonalnej obróbce cieplnej.

EN

The paper presents the results of laser surface modification of the borided layers produced on the 41Cr4 medium carbon steel (0.37 %C, 0.89 %Cr). The laser heat treatment has been carried out by CO2 laser beam. The microstructure, microhardness and wear resistance have been studied after laser hardening with re-melting and without re-melting of borided layers. The influence of laser heat treatment parameters (scanning rate and power density) on the microstructure of borided layers has been determined. In the microstructure after laser surface modification with melting three zones have been observed: re-melted zone (eutectic mixture of borides and martensite) of microhardness 950-1200 HV, heat affected zone (martensite) of microhardness about 600HV and the substrate (ferrite and pearlite) of microhardness about 250HV. The layer after boriding and LHT without re-melting two zones have been observed: iron borides (FeB+Fe2B) of microhardness 1500-1800 HV and heat affected zone (martensite) of microhardness about 750HV and the substrate (ferrite and pearlite) of microhardness about 300HV. The wear resistance of laser surface modification layer was determined to be greater with that for borided layer with conventional heat treatment.

Słowa kluczowe

PL

hartowanie; hartowanie laserowe; warstwa borowana; modyfikacja powierzchni; laserowa modyfikacja powierzchni; mikrostruktura; mikrotwardość

EN

hardening; laser hardening; borided layers; surface modification; laser surface modification; microstructure; microhardness

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2003
• Tom: R. XXIV, nr 6
• Strony: 539--542
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pertek A.

• Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Materiałowej

autor

Kulka M.

• Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Materiałowej

autor

Marcinkowski R.

• Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• 1. Burakowski T., Wierzchoń T.: Inżynieria powierzchni metali. WNT, Warszawa, 1995
• 2. Kusiński J.: Lasery i ich zastosowanie w inżynierii materiałowej. Wyd. Naukowe ,Akapit", Kraków, 2000
• 3. Przybyłowicz K.: Borowanie - teoria i praktyka. Wyd. Pol. Świętokrzyskiej, 2000
• 4. Napadłek W., Przetakiewicz W.: Struktura stali 40H hartowanej aserowo. Mat. konf. nauk. tech. "Nowe Materiały - Nowe Technologie Materiałowe w Przemyśle Okrętowym i Maszynowym. Inżynieria Materiałowa", 10-13 wrzesień 1998, t.I, s.169-176
• 5. Catsamas A.I., Haidemenopoulos G.N.: Surface hardening of lowalloy 15CrNi6 steel by CO2 laser beam. Surface and Coatings Technology 115 (1999), s. 249-255
• 6. Bartkowiak K., Waligóra W.: Laser alloing of the construction steetl 45 with boron. The scientific conference with foreign participation, "TRANSFER 2001,23-24 October 2001, Trenćin, Slovak Republic
• 7. Podczemjajeva I.A.: Formirovanije i svojstva poverchnostnogo sloja pri kompleksnom lazemom borirovanii uglerodistych stalej. Poroszkovaja Metallurgija, 1997, No 1/2, s.74-78
• 8. Safonov A.N.: Osobiennosti borirovanija żeleza i stalej s pomoszczju nieprierywnogo CO2 - lazera. Metalovedenije i Termoceskaja Obrabotka Metallov, 1998, No 1, s. 5-9
• 9. Major B. Laserowa modyfikacja stali poprzez wprowadzanie węglików i borków. Mat. III Ogólnopolskiej Konferencji Naukowej pt: Obróbka Powierzchniowa, Częstochowa-Kule'96, s.263-269
• 10. Major B.: Ablacja i osadzanie laserem impulsowym. Wydawnictwo Naukowe "Akapit", Kraków, 2002
• 11. Pertek A., Kulka M.: Characterization of single tracs after laser surface modification of borided 41Cr4 steel. Applied Surface Science, 205,2003, pp 137-142
• 12. Kulka M., Pertek A.: Microstructure and properties of borided UCr4 Steel after laser surface modification with re-melting. Applied Surface Science, APSUSC 10167, w druku
• 13. Pertek A., Kulka M., Jankowiak M., Jóżwiak K.: Laser heat reatment of borided layers. Inżynieria Materiałowa, 2001, Nr 5 (124) rok XXII, wrzesień październik, s. 716-719
• 14. Pertek A., Kulka M., Jankowiak M., Jóżwiak K., Nowak I.: Wpływ obróbki laserowej po borowaniu i nawęglaniu na strukturę i vłaściwości stali konstrukcyjnych, Inżynieria Powierzchni, 2002 No 2, s. 16-25
• 15. Przybyłowicz K., Depczyński W., Mola R.: Modyfication of iffusion coatings strucUire by laser heat treatment. Inżynieria Materiałowa, nr 4,1998, s.1043-1046
• 16. Gopalakrishnan P., Shankar P., Subba Rao R.Y., Sundar M., Ramakrishnan S.S.: Laser surface modification of low carbon borided steels. Scripta Materialia, 44, (2001), 708-712
• 17. Katsamas A.I., Haidemenopoulos G.N.: Laser-beam carburizing of ow-alloy steels. Surface and Coatings Technology 139 (2001), s. 183-191
• 18. Jasiński J., Zyska A., Jeziorski J., Pisarek J. The surface layer of 20H steel after fluid- laser treatment. Inżynieria Materiałowa, nr 4 1998,8.1262-1267