Laser shock processing of an austenitic stainless steel

• Autorzy: Rozmus-Górnikowska M. , Kusiński J. , Blicharski M.

Warianty tytułu

PL

Laserowo odkształcająca obróbka powierzchniowa stali austenitycznej X5CrNi18-10

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this work was to examine the effect of laser shock processing (LSP) on the morphology, microstructure and surface layer properties of an X5CrNi18-10 austenitic stainless steel. The laser shock processing was accomplished by a high-power Q-switched Nd:YAG laser, operating in a 1.064 m wavelength range, with laser power density of 1 GW/cm2 and pulse duration of 18 ns. The microstructure and phase composition of the laser treated surface layer of the material were analyzed by light, scanning and transmission electron microscopy as well as by X-ray diffractometry. The X-ray diffractometer was also use to determine the value and level of residual stresses in the treated surface layer. It has been found that the laser shock processing causes significant plastic deformation and generate compressive stresses in the treated surface layer.

PL

W pracy przedstawiono wpływ laserowej obróbki odkształcającej na morfologię, mikrostrukturę i własności warstwy wierzchniej stali austenitycznej X5CrNi18-10. Laserowe odkształcanie przeprowadzono za pomocą lasera impulsowego ReNOVALaser Nd:YAG z modulacją Q, przy gęstości mocy 1 GW/cm2 i czasie trwania impulsu 18 ns. Do oceny wpływu laserowego odkształcenia na mikrostrukturę i skład fazowy warstwy wierzchniej wykorzystano mikroskopię optyczna, elektronowa skaningowa i transmisyjna jak również rentgenowska analizę fazowa. Pomiar naprężeń w warstwie wierzchniej przeprowadzono za pomocą dyfraktometru rentgenowskiego. Wykazano, że laserowa obróbka odkształcajaca powoduje odkształcenie plastyczne i wprowadza naprężenia ściskające do warstwy wierzchniej badanej stali austenitycznej.

Słowa kluczowe

EN

laser shock processing (LSP); surface treatment; microstructure; surface roughness; compressive residual stresses; austenitic stainless steel

PL

laserowa obróbka powierzchniowa; obróbka powierzchniowa; mikrostruktura; chropowatość; naprężenia ściskające; stal austenityczna

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 55, iss. 3
• Strony: 635--639
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rozmus-Górnikowska M.

autor

Kusiński J.

autor

Blicharski M.

• AGH UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY, FACULTY OF METALS ENGINEERING AND INDUSTRIAL COMPUTER SCIENCE, 30-059 KRAKÓW, 30 MICKIEWICZA AV., POLAND

Bibliografia

• [1] A. A. Bugayev, M. C. Gupta, R. Payne, Optics and Lasers in Engineering 44, 102 (2006).
• [2] D. Devaux, R. Fabbro, L. Tollier, E. Bartnicki, Journal of Laser Applications 74, 2268 (1993).
• [3] R. Fabbro, J. Foumier, L. Berthe, X. Scherpereel, Journal of Laser Applications 10, 265 (1998).
• [4] M. Zhou, Y. K. Zhang, L. Cai, Applied Physics A 77, 549 (2003).
• [5] U. Sanchez-Santana, C. Rubio-Gonzales, G. Gomez-Rosas, J. L. Ocana, C. Molpeceres, J. Porro, M. Morales, Wear 260, 847 (2005).
• [6] M. J. Shepard, P. R. Smith, M. S. Amer, Journal of Materials Engineering and Performance 10, 670 (2001).
• [7] O. Hatamleh, A. De Wald, Journal of Materials Processing Technology 209, 4822 (2009).
• [8] P. Peyre, C. Carboni, P. Forget, G. Beranger, C. Lemaitre, D. Stuart, Journal of Materials Science 42, 6866 (2007).