Wielofazowy model transportu masy oraz ciepła w procesie laserowego przetapiania żelaza armco z naniesioną elektrolitycznie powłoką chromu

• Autorzy: Didenko T. , Kusiński J.

Warianty tytułu

EN

Multiphase model of heat and mass transport during laser melting of iron with predeposited chromium coating

• Konferencja: Krajowa Konferencja ,,Nowe Materiały - Nowe Technologie w Przemyśle Okrętowym i Maszynowym" (III; 28.05 - 01.06.2006; Międzyzdroje, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaprezentowano wielofazowy model transportu masy i ciepła w procesie laserowego przetapiania żelaza armco z naniesioną elektrolitycznie powłoką chromu. Proces laserowego przetapiania żelaza armco z naniesioną powłoką chromu przeprowadzono stosując wiązkę lasera o działaniu ciągłym o modzie TEM10. Przetapianie przeprowadzono przy użyciu stałej średnicy wiązki (o) , szybkości przemieszczania (V) zmieniając jedynie całkowitą moc lasera (P). Proces nanoszenia powłoki chromu wykonano stosując tradycyjną kąpiel siarczanową otrzymując w rezultacie powłokę o grubości 40 um. W pracy rozwiązano równania różniczkowo-cząstkowe dla zasady zachowania energii, masy oraz pędu w układzie wielofazowym. Rozkład koncentracji chromu w żelazie armco otrzymano uwzględniając w modelu algorytm VOF (ang. Volume of Fluid). Przyjęto zmienne z temperaturą dane termofizyczne zarówno dla żelaza armco jak i dla powłoki chromu. Wyniki obliczeń zweryfikowano doświadczalnie na podstawie przeprowadzonej analizy z wykorzystaniem mikroskopii optycznej, elektronowej skaningowej oraz mikroanalizy rentgenowskiej EDS (ang. Energy Dispersive Spectroscopy).

EN

In this paper, a multiphase model of mass and heat transfer for laser treatment of pure iron with predeposited chromium coat is presented. Laser treatment of pure iron with predeposited chromium coat was performed using continuous laser source with mod TEM10. Laser melting was carried out using a constant beam diameter (o), scanning velocity (V) while the total beam power was changed. The process of chromium coating was performed using conventional sulfate bath to obtain chromium coat thickness of 40 žm. The partial differential equations of conservation: mass, momentum and energy in the melted pool for multiphase system were solved. To obtain the distribution of chromium in pure iron new algorithm Volume of Fluid was taken into account. The changes of thermophysical properties with temperature for chromium and pure iron were assumed. Results of computations were compared with an experiment based on scanning electron microscopy, optical microscopy and x-ray microanalysis (Energy Dispersive Spectroscopy) examinations.

Słowa kluczowe

PL

żelazo Armco; powłoka chromu; proces laserowego przetapiania; transport masy; transport ciepła

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 27, nr 3
• Strony: 364--367
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Didenko T.

autor

Kusiński J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej

Bibliografia

• [1] SmuroY I. Ignatiey M: Innovative intermetallic compounds by laser alloying. Laser Processing: Surfach Treatment and Film Deposition, t. 307, 267-326, 1996.
• [2] Kostrubiec F.: Distribution of concentration of gold in proces sof laser alloying of nickel surfach layer, Journal of Materiale Science, t. 26, nr 22, s. 6044-6048,1991
• [3] Didenko T., Siwek A., Kusiński J.: Numeryczne modelowani procesu laserowego stopowania. Materiały XI Konferencji Informatyka w; Technologiij s. 179-187,2004
• [4] Mills, Kenneth C: Recommended Yalues of Thermophysical Properties for Selected Commercial Alloys; Woodhead Publishing, 2002
• [5] MatWeb – Materiał Property Data: Automation Creations Inc.: www.matweb.com.
• [6] Chemistry & Hazardous Materiale Information: http:// environmentalchemistry.com.
• [7] Mazhukin V.I., Smurov I., Flamand C, Dupy C: Thin Soli Films; 241,5.109, 1994.