Znaczenie właściwości cieplnych żeliw w kształtowaniu ich warstwy powierzchniowej podczas laserowej obróbki cieplnej

• Autorzy: Kinal G. , Paczkowska M.

Warianty tytułu

EN

The meaning of cast iron heat properties in their surface layer creation by laser heat treatment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Prezentowane badania składają się z dwóch etapów. Pierwszy dotyczy analizy właściwości cieplnych, jakimi charakteryzują się żeliwa szare: płatkowe i sferoidalne w aspekcie ich wpływu na uzyskiwane efekty po obróbce laserowej. W tym etapie dokonano obliczeń zmiany temperatury od głębokości w głąb rdzenia obrabianego żeliwa podczas obróbki laserowej. Analiza wykazała, iż zastosowanie tych samych parametrów obróbki laserowej spowoduje, że uzyskana głębokość strefy zmodyfikowanej w przypadku żeliw płatkowych powinna być mniejsza niż w przypadku żeliw sferoidalnych. Drugi etap badań polegał na weryfikacji przyjętego założenia w etapie pierwszym. W związku z tym wykonano obróbkę laserową (hartowanie laserowe) próbek z żeliw sferoidalnych EN-GJS-500 i EN-GJS-600 o osnowie ferrytyczno-perlitycznej oraz płatkowych EN-GJL-200 i EN-GJL-250 o osnowie perlitycznej. Wykazano, że w zakresie zastosowanych fluencji od 10 do 140 Jźmm-2 uzyskiwane głębokości stref zmodyfikowanych w przypadku żeliw płatkowych są ponad 2-krotnie mniejsze niż głębokości stref w przypadku żeliw sferoidalnych, co potwierdziło wniosek z analizy teoretycznej. Badania wykazały, że dla uzyskania podobnego efektu w warstwie powierzchniowej elementy wykonane z żeliw płatkowych wymagają stosowania podczas obróbki większych fluencji niż elementy z żeliw sferoidalnych. Ma to istotne znaczenie nie tylko przy prognozowaniu głębokości umocnienia warstwy powierzchniowej pod względem określonych wymagań danego elementu, ale również przy planowaniu jego obróbki wykańczającej.

EN

Presented research consist of two stages. The first one concerning analysis of heat properties of gray irons: flake and nodular and study of their influence on laser heat treatment effects. On this stage the calculations were carried out to describe the temperature changes from the surface to the core material during laser treatment. The analysis showed that using the same laser treatment parameters will cause smaller depth of modified zone in case of flake irons than nodular irons. The aim of the second stage of research was to verify this theoretical conclusion from the first stage. Therefore, the laser heat treatment (laser hardening) was performed on EN-GJS-500 and EN-GJS-600 nodular irons with ferrite-pearlite matrix and GJL-200 and EN-GJL-250 flake irons with pearlite matrix. It was showed that in spread of applied fluences from 10 to 140 Jźmm-2 the obtained depth of modified zone in case of flake iron is over twice smaller than in case of nodular irons. Thus, the theoretical conclusion was confirmed. As a result the research showed that to obtain similar effects in the surface layer by laser treatment of elements made of flake iron it is necessary to use higher fluence values than for treatment for nodular iron. This is extremely important not only in prediction of hardened surface layer depth concerning properties which are necessary for particularly treated part but for super finish mechanical treatment planning as well.

Słowa kluczowe

PL

żeliwo; obróbka laserowa; właściwości cieplne

EN

cast iron; laser treatment; heat properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 477--480
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kinal G.

autor

Paczkowska M.

• Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, Politechnika Poznańska,

Bibliografia

• [1] Praca zbiorowa od red. A. Tabora: Diagnostyka pojazdów samochodowych – budowa, eksploatacja, naprawa. PK, Kraków (2006).
• [2] Grum J., Šturm R.: Microstructure analysis of nodular iron 400-12 after laser surface melt hardening. Materials Characterization 37 (1996) 81÷88.
• [3] Kusiński J.: Metalurgiczne podstawy kształtowania struktury i własności warstwy wierzchniej materiałów podczas obróbki laserowej. V Sympozjum Techniki Laserowej, Szczecin-Świnoujście (1996) 275÷287.
• [4] Burakowski T., Wierzchoń T.: Inżynieria powierzchni metali. WNT, Warszawa (1995).
• [5] Paczkowska M.: Wpływ parametrów obróbki laserowej na budowę warstwy powierzchniowej żeliwa sferoidalnego. Inżynieria Materiałowa 6 (2009) 505÷508.
• [6] Dobrzański L. A.: Leksykon materiałoznawstwa. Verlag Dashofer, wersja 1,03 (2000).
• [7] Kusiński J.: Zmiany struktury i własności mechanicznych stali pod wpływem obróbki laserowej. Metalurgia i odlewnictwo, Zeszyty naukowe 132, Kraków (1989).