Mikrostruktura, skład fazowy i mikrotwardość warstw boroniklowanych modyfikowanych wiązką laserową

• Autorzy: Bartkowska A. , Pertek A. , Jankowiak M. , Jóźwiak K. , Klimek L.

Warianty tytułu

EN

Microstructure, phase analysis and microhardness of boronickelized layers modified by laser beam

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki laserowej modyfikacji warstw boroniklowanych wytworzonych na stali konstrukcyjnej C45. Proces boroniklowania składał się z galwanicznego niklowania oraz borowania dyfuzyjnego. Laserową obróbkę cieplną (LOC) przeprowadzono za pomocą lasera CO 2 o mocy nominalnej 2600 W. Zbadano wpływ prędkości posuwu wiązki laserowej na mikrostrukturę i mikrotwardość warstwy wierzchniej. Do analizy fazowej warstw boroniklowanych wykorzystano dwie metody: dyfrakcję elektronów wstecznie sprężyście rozproszonych (EBSD) oraz rentgenowską analizę fazową. Badania wykazały, że występują w niej fazy: (Fe, Ni)B, (Fe, Ni) 2B, Ni4B3, Ni3B. Mikrotwardość warstwy wierzchniej po boroniklowaniu i laserowej obróbce cieplnej zmniejszyła się do ok. 1300÷700 HV w zależności od parametrów LOC w porównaniu z warstwą tylko boroniklowaną o mikrotwardości 1600÷1800 HV.

EN

The paper presents the results of laser surface modification of boronickelized layers produced on C45 constructional steel. The process was composed of nickel plating followed by diffusion boronizing. Laser heat treatment (LHT) was carried out with a CO2 laser of a nominal power of 2600 W. The results present the influence of the laser beam scanning rate on the microstructure and microhardness of the surface layer. For the phase analysis of the boronickelized layer, two methods were employed: Electron Back-Scatter Diffraction (EBSD) analyses and X-ray phase analysis. The results showed that the boronickelized layer was composed of FeB, (Fe, Ni)2B, (Fe, Ni)4B3, Ni3B. The microhardness of the surface layer after boronickelizing and laser heat treatment was reduced to about 700÷1300 HV, depending on the LHT parameters, compared to only a boronickelized layer with a microhardness of 1600÷1800 HV.

Słowa kluczowe

PL

boroniklowanie; laserowa modyfikacja; mikrostruktura; rentgenowska analiza fazowa; EBSD; mikrotwardość

EN

boronickelizing; laser modification; microstructure; X-ray phase analysis; EBSD; microhardness

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 1
• Strony: 32--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Bartkowska A.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska

autor

Pertek A.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska

autor

Jankowiak M.

• Instytut Technologii Mechanicznej, Politechnika Poznańska

autor

Jóźwiak K.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska

autor

Klimek L.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka

Bibliografia

• [1] Wierzchoń T., Szawłowski J.: Inżynieria powierzchni a potrzeby materiałowe przemysłu. Nowoczesne trendy w obróbce cieplnej, XIII Seminarium grupy SECO/WARWICK Polska, 22÷23.09.2010, 5÷19.
• [2] Przybyłowicz K.: Teoria i praktyka borowania stali. Wyd. Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce (2000).
• [3] Pertek A.: Kształtowanie struktury i właściwości warstw borków żelaza otrzymanych w procesie borowania gazowego. Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań (2001).
• [4] Wierzchoń T., Bieliński P., Sikorski K.: Formation and properties of multicomponent and composite borided layers on steel. Surface and Coatings Technology 73 (1995) 121÷124.
• [5] Pertek A., Kulka M., Jankowiak M., Jóźwiak K., Nowak I.: Wpływ obróbki laserowej po borowaniu i nawęglaniu na strukturę i właściwości stali konstrukcyjnych. Inżynieria Powierzchni 2 (2002) 16÷25.
• [6] Ueda N., Mizukoshi T., Demizu K., Sone T., Ikenaga A., Kawamoto M.: Boriding of nickel by the powder-pack method. Surface and Coatings Technology 126 (2000) 25÷30.
• [7] Anthymidis K. G., Zinoviadis P., Roussos D., Tsipas D. N.: Boriding of nickel in a fluidized bed reactor. Materials Research Bulletin 37 (2002) 515÷522.
• [8] Kusiński J.: Lasery i ich zastosowanie w inżynierii materiałowej. Wyd. Naukowe „Akapit”, Kraków (2000).
• [9] Bartkowska A., Pertek A.: Wpływ powłoki niklu na efekty borowania dyfuzyjnego stali konstrukcyjnej C 45. Inżynieria Powierzchni 2 (2009) 89÷92.
• [10] Gale W. F., Totemeier T. C.: Smithells Metals Reference Book. Eighth edition, Elsevier, ISBN 0 7506 7509 8, B-Ni (2004) 11÷106.
• [11] Palumbo M., Cacciamani G., Bosco E., Baricco M.: Driving forces for crystal nucleation in Fe-B liquid and amorphous alloys. Intermetallics 11 (2003) 1293÷1299.
• [12] Safonov A. N.: Special features of boronizing iron and steel using a continuous- wave CO2 laser. Metal Science and Heat Treatment 40 1-2 (1998) 6÷10.