Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Influence of the Laser Beam Fluence on Change in Microstructure, Microhardness and Phase Composition of Feb-Fe2B Surface Layers Produced on Vanadis-6 Steel

Bartkowska A., Jurči P., Hudáková M., Bartkowski D., Kusý M., Przestacki D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 2

791--800

EN

The paper presents the study results of laser modification of Vanadis-6 steel after diffusion boronized. The influence of laser beam fluence on selected properties was investigated. Diffusion boronizing lead to formation the FeB and Fe2B iron borides. After laser modification the layers were consisted of: remelted zone, heat affected zone and substrate. It was found that increase of laser beam fluence have influence on increase in dimensions of laser tracks. In the thicker remelting zone, the primary dendrites and boron eutectics were detected. In the thinner remelting zone the primary carbo-borides and eutectics were observed. In obtained layers the FeB, Fe2B, Fe3B0.7C0.3 and Cr2B phases were detected. Laser remelting process caused obtained the mild microhardness gradient from the surface to the substrate. In the remelted zone was in the range from 1800 HV0.1 to 1000 HV0.1. It was found that the laser beam fluence equal to 12.7 J/mm2 was most favorable. Using this value, microhardness was relatively high and homogeneous.

2

Effect of diffusion borochromizing on microstructure, microhardness and corrosion resistance of tool steel with different carbon content

Bartkowska A., Bartkowski D., Piasecki A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2017

|

Vol. 80, nr 2

49--55

EN

Purpose: The aim of this paper is presents the study results concerning influence of carbon content on the surface layer condition, microstructure, microhardness and corrosion resistance of diffusion borochromized layer. Design/methodology/approach: In paper the three types of tool steel were analysed: CT90, 145Cr6 and 165CrV12. The borochromzing process was carried out in a powder mixture containing B4C, Fe-Cr, Al2O3 at temperature 950°C for 6 h. The source of chromium was Fe-Cr while the source of boron was B4C. Findings: As a result of borochromizing process the layer with microstructure similar to boronized layer was obtained. The thickness of the resulting surface layer was dependent on the carbon content of steel. Microhardness of the borochromized layer was similar to the microhardness of the boronized layer. Additionally the corrosion resistance tests in 5% NaCl solution were performed using a potentiodynamic method. It was found that the best corrosion resistance was characterized a layer on the steel with less carbon content. Originality/value: Value of the paper is analysis of corrosion resistance by potentiodynamic method of the tool steel with borochromized layer.

3

The influence of laser boronizing parameters on the mechanism of formation and properties of surface layers produced on iron alloys with various carbon content

Pertek-Owsianna A., Wiśniewska K., Bartkowska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 6

266--271

EN

This paper analyses the boronizing treatment which was performed by means of CO2 molecular laser with a power of 2600 W. Boron was introduced by remelting the paste with a thickness of 40÷120 mm, containing amorphous boron or iron-boron, use the material of the substrate, such as Armco iron or C45 and C90 types of steel. The influence of the boron paste thickness, variable P power from P = 0.78 kW to 1.82 kW, with the constant laser beam scanning velocity v = 2.88 m/min and material type on the mechanism of formation, microstructure, microhardness and frictional wear resistance of the formed layers (surface structure). After laser boronizing the surface layer consists of zone-structured tracks: melted zone, heat affected zone and the substrate. The melted zone contains boride-martensitic eutectic, in C45 and C90 types of steel there under the remelted zone there is a heat affected zone which is composed of a martensitic structure. With the increase in the laser power, width and depth of laser tracks increases in all the iron alloys with variable thickness of the applied amorphous boron paste. With the increase in the thickness of the boron paste, width of the laser tracks increases and depth of the laser tracks decreases with the constant beam power. The maximum dimensions of the remelted zone for C45 steel were: approx. 600 μm (width) and 350 μm (depth). The highest average microhardness of the surface layer reaches approx. 1500 HV0.1 and it decreases with the increase in power for all the iron alloys. Microhardness and frictional wear resistance of the layer boronized by means of laser with the use of the paste containing iron-boron is lower than that of the layer boronized with the use of the paste containing only boron.

PL

W pracy przeanalizowano mechanizm procesu borowania z użyciem lasera molekularnego TRUMPF TLF 2600 Turbo CO2. Bor wprowadzano przez przetopienie laserem pasty zawierającej bor z materiałem podłoża w postaci żelaza Armco oraz stali C45 i C90. Badania miały na celu określenie wpływu zawartości węgla w stopie żelaza oraz parametrów obróbki (moc lasera, prędkość posuwu wiązki, rodzaj i grubość warstwy pasty borującej) na mikrostrukturę, mikrotwardość oraz odporność na zużycie przez tarcie wytworzonej warstwy wierzchniej.

4

Microstructure and selected properties of Fe–B coatings reinforced with B4C and Si particles produced by laser cladding using Yb:YAG disk laser

Bartkowski D., Bartkowska A., Piasecki A., Matysiak W.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 3

137--142

EN

The paper presents the study results of Fe–B coatings produced on C45 steel using laser cladding with powder technology. For this purpose, 5-axis CNC laser machining center equipped with Yb:YAG disk laser with a power rating of 1 kW and three streams powder feeding system. The powder that was used to produce Fe–B coatings was subsequently modified by the particles of boron carbide B4C and Si particles. The resulting powder mixture to the particles included 25 wt % respectively 20% B4C, 5% Si. During these studies a laser beam power of 600 W and variable scanning speed 600 mm/min, 800 mm/min and 1000 mm/min were used. Thickness and microhardness of coatings were investigated and relationship between these properties and microstructure of the applied production parameters were described. The microstructure of producing coatings was characterized by dendritic shape. It was found that boron carbide particles and silicon particles have significant influence on increase the microhardness of produced coatings. Coatings were produced using the prepared powder mixture allowed to obtain more than twice greater microhardness than in case of coatings produced using only the Fe–B powder. Phase composition was examined by XRD. Phases of Fe3B, Fe5Si3, Fe2Si and SiB6 were identified. The influence of B4C and Si particles in the mixture of powder on the corrosion resistance of produced coatings were discussed. It was found gradual reduction of corrosion resistance with decreasing scanning speed of laser beam. Less scanning speed result in less intense interaction of laser beam on the material. As a result of this, the remelting degree of powder material with steel substrate was smaller. The surface condition after corrosion tests were examined using a scanning electron microscope. This paper also shows a calculation related to the power density of the laser beam, interaction time of beam on material and fluence.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu laserowego napawania proszkami Fe–B wzmocnionymi cząstkami B4C i Si. Analizowano mikrostrukturę, mikrotwardość oraz odporność korozyjną wytworzonych powłok. Celem pracy było określenie wpływu cząstek B4C i Si na wybrane właściwości.

5

Laser alloying of Vanadis-6 steel by using powders containing boron and tungsten

Bartkowska A., Popławski M., Kinal G., Przestacki D.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 2

93--97

EN

The paper presents the influence of laser alloying on microstructure and microhardness of Vanadis-6 steel. The surface layers were formed by remelting paste which was applied on to the steel substrate. Three kind of pastes were applied: with boron, with tungsten and the mixture of these elements in the ratio 1:1. TRUDIODE 3006 diode laser with nominal power equal to 3 kW integrated with robot arm were used. Parameters of laser alloying were following: power density of laser beam q = 63.69 kW/cm2, scanning rate v = 3.0 m/min and overlap of laser tracks equal to 60%. Microstructure of produced laser tracks were analysed. Surface roughness after laser alloying were investigated. After laser alloying, microstructure consisting with remelted zone and martensitic heat affected zone were obtained. Application of paste with tungsten had contributed to formation the solid solution microstructure, while application of paste with boron or mixture (boron and tungsten) led to formation of boron–martensite eutectic microstructure. Microhardness of laser tracks were measured. It was found that paste containing boron and tungsten allows obtain the layers with increased microhardness compared to steel substrate while maintaining the mild microhardness profile from surface to the substrate.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu laserowego stopowania wybranymi proszkami na mikrostrukturę, mikrotwardość i chropowatość powierzchni stali Vanadis-6. Warstwy powierzchniowe wytworzono przez przetopienie past naniesionych na podłoże stalowe, zawierających bor, wolfram oraz mieszaninę tych pierwiastków w proporcji 1:1. Celem pracy było określenie wpływu poszczególnych pierwiastków na wybrane właściwości.

6

Surface condition, microstructure and microhardness of boronized layers produced on Vanadis-6 steel after modification by diode laser

Bartkowska A., Jurči P., Bartkowski D., Przestacki D., Hudáková M.

Archives of Mechanical Technology and Materials

|

2017

|

Vol. 37

70--75

EN

The paper presents the study results of surface condition, microstructure and microhardness of Vanadis-6 tool steel after diffusion boriding and laser modification by diode laser. As a result of diffusion boriding the layers consisted of two phases: FeB and Fe 2B. A bright area under the continuous boronized layers was visible. This zone was probably rich in boron. As a result of laser surface modification of boronized layers, the microstructure composed of three zones: remelted zone, heat affected zone and the substrate was obtained. The microstructure of remelted zone consisted of boron-martensite eutectic. The depth of laser track (total thickness of remelted zone and heat affected zone) was dependent on laser parameters (laser beam power density and scanning laser beam velocity). The microhardness of laser remelting boronized layer in comparison with diffusion boronized layer was slightly lower. The presence of heat affected zone was advantageous, because it allowed to obtain a mild microhardness gradient between the layer and the substrate.

7

Microstructure, phase composition and corrosion resistance of Ni2O3 coatings produced using laser alloying method

Bartkowska A., Przestacki D., Chwalczuk T.

Archives of Mechanical Technology and Materials

|

2016

|

Vol. 36

23--29

EN

The paper presents the studies' results of microstructure, microhardness, cohesion, phase composition and the corrosion resistance analysis of C45 steel after laser alloying with nickel oxide Ni2O3. The aim of the laser alloying was to obtain the surface layer with new properties through covering C45 steel by precoat containing modifying compound, and then remelting this precoat using laser beam. As a result of this process the surface layer consisting of remelted zone and heat affected zone was obtained. In the remelted zone an increased amount of modifying elements was observed. It was also found that the surface layer formed during the laser alloying with Ni2O3 was characterized by good corrosion resistance. This property has changed depending on the thickness of the applied precoat. It was observed that the thickness increase of nickel oxides precoat improves corrosion resistance of produced coatings.

8

Microstructure and selected properties of boronized layers produced on C45 and CT90 steels after modification by diode laser

Bartkowska A., Bartkowski D., Przestacki D., Talarczyk M.

Archives of Mechanical Technology and Materials

|

2016

|

Vol. 36

51--58

EN

The paper presents the study results of macro- and microstructure, microhardness and corrosion resistance of C45 medium carbon steel and CT90 high carbon steel after diffusion boriding and laser modification by diode laser. It was found that the increase of carbon content reduced the thickness of boronized layer and caused change in their morphology. Diffusion boronized layers were composed of FeB and Fe2B iron borides. As a result of laser surface modification of these layers, the microstructure composed of three areas: remelted zone, heat affected zone (HAZ) and the substrate was obtained. Microhardness of laser remelting boronized layer in comparison with diffusion boronized layer was lower. The presence of HAZ was advantageous, because mild microhardness gradient between the layer and the substrate was assured. The specimens with laser boronized layers were characterized by better corrosion resistance than specimens without modified layer.

9

Właściwości tribologiczne laserowo stopowanych molibdenem warstw powierzchniowych stopów żelaza o różnej zawartości węgla

Bartkowska A.

Tribologia

|

2015

|

nr 4

9--20

PL

W artykule przedstawiono wpływ zawartości węgla na proces laserowego stopowania molibdenem. Analizowano mikrostrukturę, chropowatość powierzchni, mikrotwardość oraz odporność na zużycie przez tarcie. W wyniku laserowego molibdenowania stali C45 i CT90 otrzymano mikrostrukturę złożoną z trzech obszarów: strefy przetopionej, strefy wpływu ciepła i podłoża. Przeprowadzono badania odporności na zużycie przez tarcie, w którym stwierdzono, że stal narzędziowa po laserowym stopowaniu molibdenem charakteryzuje się mniejszym wskaźnikiem intensywności zużycia niż stal konstrukcyjna po laserowym stopowaniu molibdenem.

EN

The influence of carbon content on the molybdenum laser alloying process was presented. Microstructure, surface roughness, microhardness, and wear resistance were analysed. As a result of laser molybdenizing of C45 and CT90 steels, a microstructure comprised of three areas (a remelted zone, a heat affected zone, and a substrate) was obtained. The wear resistance tests indicated that the tool steel after laser alloying with molybdenum was characterized by a lower intensity factor than constructional steel after laser alloying with molybdenum.

10

Influence of laser boriding on the microstructure and selected properties of structural steel with boron

Kapcińska-Popowska D., Pertek A., Bartkowska A., Wiśniewska K.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2015

|

Vol. 60, nr 1

23--25

EN

The article presents a comparative research of influence of laser boriding on the properties of Hardox 450 and B27 steels. Microstructure, microhardness and wear resistance of the steels were examined.

PL

W artykule przedstawiono porównawcze badania wpływu borowania laserowego właściwości stali Hardox 450 i borowej B27. Zbadano mikrostrukturę, mikrotwardość i odporność na zużycie przez tarcie.

11

Heat treatment and thermochemical treatment of tool steel

Bartkowska A., Popławski M., Przestacki D.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2015

|

Vol. 60, nr 2

9--11

EN

The paper presents results of studies of the influence of substrate heat treatment on microstructure and microhardness of boronized tool steels. Diffusion boronizing treatment process was carried out using boronizing powder at temperature of 900ºC for 5 h. After boronizing the microstructure of surface layer was composed of needle-like iron borides. The micro-hardness in the boronized layer was about 1800 HV0,1. The appropriate heat treatment with diffusion boronizing process provides good properties of tool steels such as high hardness, and also good cohesion between subsurface layer and the substrate. This is very important for increasing longevity of tools and parts of machines as tools covered with a resultant boronized layer which can be successfully used in agricultural machines.

PL

W pracy przedstawiono wyniki obróbki cieplnej podłoża na mikrostrukturę i mikrotwardość borowanej stali narzędziowej. Proces borowania dyfuzyjnego stali narzędziowej przeprowadzono w proszku borującym w temperaturze 900ºC w czasie 5 h. Po procesie borowania mikrostruktura warstwy powierzchniowej składała się z iglastych borków żelaza. Mikro-twardość w borowanej warstwie wynosiła ok. 1800 HV0,1. Właściwa obróbka cieplna połączona z procesem dyfuzyjnego borowania prowadzi do otrzymania dobrych właściwości stali narzędziowej, takich jak duża twardość, a przy tym dobra kohezja między warstwą powierzchniową a podłożem. To jest bardzo istotne w celu zwiększenia żywotności narzędzi i części maszyn i narzędzi z wytworzoną warstwą borowaną, które mogą być z powodzeniem stosowane w maszynach rolniczych.

12

Effect of laser modification on structure and selected properties of tool steel

Bartkowska A., Przestacki D., Miklaszewski A., Popławski M.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2015

|

Vol. 60, nr 2

12--16

EN

The paper presents test results of boronized VANADIS 6 steel after laser surface modification. Influence of laser heat treatment on the microstructure, microhardness and cohesion of surface layer was investigated. Diffusion boronizing treatment was used in the powder method at the temperature of 900ºC for 5 h .The laser heat treatment was carried out with technological CO2 laser. Laser modification of the boronized layer was carried out with laser power of P = 1.04 kW and at laser beam scanning velocity v: 2.88 mּ min-1, 4.48 m min-1 and laser beam d = 2 mm. After boronizing the microstructure of surface layer had a needle-like iron boride structure. After laser heat treatment, which consisted of remelting a boronized layer, a new layer was obtained which included: remelted zone, heat affected zone and a substrate, with a mild microhardness gradient from the surface to the substrate. The microhardness measured along the axis of track after laser heat treatment of the boronized layer was about 1600 - 1400 HV0,1. As a result of the influence of laser beam, the newly created layer was characterized by better properties in comparison to boronized layers.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań borowanej stali VANADIS 6 po modyfikacji laserowej. Badano wpływ laserowej obróbki cieplnej na mikrostrukturę, mikrotwardość i kohezję wytworzonej warstwy. Borowanie dyfuzyjne prowadzono metodą proszkową w temperaturze 900ºC przez 5 h. Laserowa obróbka cieplna była wykonana przy użyciu lasera CO2. Laserową modyfikację warstwy borowanej przeprowadzono przy użyciu mocy lasera P = 1,04 kW i prędkości skanowania wiązką laserową v: 2,88 m min-1, 4,48 m min-1, średnicy wiązki lasera d = 2 mm. Po borowaniu struktura warstwy wierzchniej miała iglastą strukturę borków żelaza. Po laserowej obróbce cieplnej z przetopieniem otrzymano nową warstwę składającą się z: strefy przetopionej, strefy wpływu ciepła i rdzenia o łagodnym gradiencie mikrotwardości od powierzchni do rdzenia. Mikrotwardość w osi ścieżki warstwy wierzchniej laserowo obrobionej cieplnie wynosiła 1600-1400 HV0,1. W wyniku oddziaływania wiązki lasera otrzymana warstwa charakteryzowała się dobrymi właściwościami w stosunku do warstw borowanej.

13

Diffusion and laser boriding of Hardox 450 steel

Kapcińska-Popowska D., Pertek-Owsianna A., Bartkowska A.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2015

|

Vol. 60, nr 2

40-42

EN

The effect of diffusion and laser boriding on the microstructure, microhardness and wear resistance of Hardox 450 steel compared to initial state is the subject of this article. After the boron modification process of Hardox 450 steel microhard-ness and wear resistance increased. After the diffusion boriding a needle-like microstructure of microhardness about 1800-1500 HV0.1 was obtained. As a result of laser boronizing the microstructure consisted of a remelted zone (MZ), heat-affected zone (HAZ) and core. In the remelted zone enriched of boron microhardness was about 1500-1600 HV0.1 The wear resistance tests showed the higher wear resistance of the diffusion borided layers, whereas the lower were in initial state but the lowest was for laser borided layer.

PL

W pracy przedstawiono wpływ borowania dyfuzyjnego i laserowego na mikrostrukturę, mikrotwardość oraz odporność na zużycie przez tarcie stali Hardox 450 w porównaniu do stali w stanie wyjściowym. Po procesie modyfikacji stali Hardox 450 borem uzyskano zwiększenie mikrotwardości i odporności na zużycie przez tarcie. W wyniku procesu borowania dyfuzyjnego warstwa miała iglastą strukturę o mikrotwardości ok. 1800-1500 HV0,1. Natomiast w wyniku borowania laserowe-go uzyskano budowę strefową składającą się ze strefy przetopionej, strefy wpływu ciepła oraz rdzenia. W strefie przetopionej wzbogaconej w bor mikrotwardość wynosiła ok. 1500-1600 HV0,1. Badania odporności na zużycie przez tarcie wykazały, że najlepszą odporność posiada warstwa borowana dyfuzyjnie, natomiast mniejszą stal w stanie wyjściowym a najmniejszą warstwa borowana laserowo.

14

Zastosowanie boru i miedzi do laserowej modyfikacji powierzchni stali C45

Bartkowska A., Pertek-Owsianna A., Popławski M., Bartkowski D.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 5

276--280

PL

Zbadano wpływ miedzi na procesy borowania dyfuzyjnego i laserowego. Analizowano mikrostrukturę oraz wybrane właściwości stali konstrukcyjnej C45. Miedź nanoszono na stal przed procesami borowania w postaci powłoki galwanicznej. Proces borowania dyfuzyjnego przeprowadzono metodą gazowo-kontaktową w proszku zawierającym bor amorficzny, w temperaturze 950°C przez 4 h. Natomiast proces borowania laserowego polegał na naniesieniu pasty z borem amorficznym, a następnie przetopieniu jej wiązką lasera. Laserową obróbkę cieplną wykonano za pomocą lasera technologicznego CO2 firmy TRUMPH typu TLF 2600 Turbo o mocy znamionowej 2,6 kW. Zastosowano następujące stałe parametry laserowej obróbki cieplnej: moc wiązki lasera P = 1,04 kW, prędkość skanowania wiązką lasera v = 2,88 m/min, średnica wiązki lasera d = 2 mm oraz odległość między ścieżkami f = 0,50 mm. Laserową obróbkę cieplną przeprowadzono dwoma metodami: 1) przetapiania laserowego warstwy galwaniczno-dyfuzyjnej, 2) stopowania laserowego, które polegało na przetopieniu powłoki galwanicznej z pastą borującą. W wyniku borowania dyfuzyjnego warstwa miała iglastą mikrostrukturę borków żelaza o twardości 1600÷1800 HV0,1, natomiast mikrostruktura warstwy borowanej laserowo była złożona ze strefy przetopionej zawierającej eutektykę borkowo–martenzytyczną, strefy wpływu ciepła oraz rdzenia o mikrotwardości w strefie przetopionej ok. 1400÷1600 HV0,1. Zastosowanie boru i miedzi oraz laserowej modyfikacji spowodowało uzyskanie warstw powierzchniowych o mikrotwardości rzędu 1200÷1800 HV0,1, które charakteryzowały się dobrą kohezją.

EN

The influence of copper on diffusion and laser boriding processes was investigated. Microstructure and selected properties of C45 steel were analyzed. Copper in the form of galvanic coating was applied on steel prior to the boriding process. Diffusion boriding process was performed at 950°C for 4 h in powder comprising amorphous boron using gas-contact method. Whereas laser boriding process consisted of applied a paste with amorphous boron on steel substrate, and then remelting using laser beam. TLF 2600 Turbo technological CO2 laser from TRUMPH with a rated output of 2.6 kW was used to laser heat treatment. In these studies, the following constant parameters of the laser heat treatment were used: laser beam power P = 1.04 kW, scanning speed v = 2.88 m/min, laser beam diameter d = 2 mm and the distance between tracks f = 0.50 mm. Laser heat treatment was carried out by two methods: 1) remelting the galvanic-diffusion layer by laser, 2) laser alloying, which consisted of remelted galvanic coating with boriding paste. As a result of diffusion boriding process the layer had needle-shape microstructure of iron borides with a hardness in the range from 1600 to 1800 HV0.1, whereas microstructure of laser borided layer was composed of remelted zone (containing boride–martensitic eutectic), heat affected zone and core. Microhardness in remelted zone was in the range from 1400 to 1600 HV0.1. Application boron, copper and laser modification leads to obtain microhardness of surface layers with the value from 1200 to 1800 HV0.1, and their good cohesion with substrate.

15

Odporność korozyjna stali C45 po borowaniu dyfuzyjnym i laserowym

Bartkowska A., Pertek-Owsianna A., Bartkowski D.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 2

78--81

PL

Zbadano wpływ procesu borowania dyfuzyjnego i laserowego na odporność korozyjną stali C45. Borowanie dyfuzyjne prowadzono w temperaturze 950°C przez 4 h. Proces borowania laserowego polegał na naniesieniu pasty z borem amorficznym na powierzchnię stali, a następnie przetopieniu jej wiązką światła lasera. Warstwy pasty z borem amorficznym miały grubość 40 μm i 80 μm. Laserowe borowanie wykonano za pomocą lasera technologicznego CO2 firmy TRUMPH typu TLF 2600 Turbo o mocy znamionowej 2,6 kW. Zastosowano stałe parametry laserowej obróbki cieplnej: gęstość mocy wiązki lasera q = 33,12 kW/cm2, prędkość skanowania wiązką lasera v = 2,88 m/min, średnica wiązki lasera d = 2 mm oraz odległość między ścieżkami f = 0,50 mm. Odporność korozyjną warstw borowanych badano w trzech ośrodkach: w 5% roztworze NaCl, w 5% roztworze HCl i w 5% roztworze NaOH. W wyniku borowania dyfuzyjnego warstwa miała iglastą mikrostrukturę borków żelaza o twardości 1600÷1800 HV0,1. Natomiast mikrostruktura warstwy borowanej laserowo była złożona ze strefy przetopionej, zawierającej eutektykę borkowo-martenzytyczną, strefy wpływu ciepła oraz rdzenia. Mikrotwardość warstwy borowanej laserowo była uzależniona od grubości warstwy pasty borującej i wynosiła w strefie przetopionej 1200÷1800 HV0,1. Badania odporności korozyjnej w roztworach NaCl i NaOH wykazały, że warstwy borowane laserowo są bardziej odporne niż warstwy borowane dyfuzyjnie.

EN

The influence of the diffusion and laser boriding on corrosion resistance of C45 steel was investigated. The diffusion boriding was carried out at 950°C for 4 h. The laser boriding process consisted of applying paste with amorphous boron on the surface of the steel, which was followed by remelting the coating with a laser beam. The layers of paste with amorphous boron had thickness 40 μm and 80 μm. Laser boriding was carried out with a CO2 technology using TRUMPH TLF 2600 Turbo laser of nominal power of 2.6 kW. The following constant parameters of laser heat treatment were used: laser beam density power q = 33.12 kW/cm2, laser beam scanning velocity v = 2.88 m/min, laser beam diameter d = 2 mm and distance between tracks f = 0.50 mm. Corrosion resistance of borided layers was studied in three media: a 5% solution of NaCl, in 5% solution of HCl, and in 5% solution of NaOH. As a result of diffusion boriding the layer had a needle-like microstructure of iron borides with a hardness of 1600 to 1800 HV0.1. However, the microstructure of laser borided layer consisted of remelted zone containing boride-martensite eutectic, heat affected zone and substrate. The hardness of the laser borided layer was correlated to the thickness of boriding paste coating and was 1200÷1800 HV0.1 in the remelted zone. The investigation of corrosion resistance in solutions of NaCl and NaOH showed that laser borided layers were more corrosion resistant that diffusion borided layer.

16

Analiza mikrostruktury i właściwości warstw wierzchnich otrzymanych w wyniku borowania dyfuzyjnego i laserowego stali z mikrododatkiem boru

Pertek-Owsianna A., Kapcińska-Popowska D., Bartkowska A., Wiśniewska K.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 5

256--259

PL

W pracy przedstawiono wpływ borowania dyfuzyjnego i laserowego na wybrane właściwości stali Hardox 450 i borowej B27. Proces borowania dyfuzyjnego przeprowadzono w temperaturze 950°C przez 4 h metodą gazowo-kontaktową w proszku zawierającym bor amorficzny. Laserowe borowanie polegało na nałożeniu pasty z borem amorficznym i przetopieniu ją wiązką lasera. Laserową obróbkę cieplną przeprowadzono za pomocą lasera CO2. Zastosowano następujące parametry wiązki laserowej: gęstość mocy q = 28,98 kW/cm2, prędkość skanowania v = 3,84 m/min, średnica wiązki d = 2 mm oraz odległość między ścieżkami f = 0,50 mm. Mikrostruktura po borowaniu dyfuzyjnym w obu stalach składała się z iglastych borków żelaza FeB i Fe2B o mikrotwardości ok. 1800 HV0,1. W wyniku laserowego borowania otrzymano mikrostrukturę złożoną z trzech stref: eutektyki borkowo-martenzytycznej w strefie przetopionej, zawierającej borki żelaza Fe3B i Fe2B, martenzytycznej strefy wpływu ciepła i rdzenia. W wyniku laserowego borowania otrzymano łagodny gradient mikrotwardości między warstwą a rdzeniem, dzięki obecności strefy wpływu ciepła. Mikrotwardość w strefie przetopionej wynosiła ok. 1600÷1100 HV0,1. Stwierdzono, że warstwy borowane laserowo na obu stalach charakteryzowały się większą odpornością na zużycie przez tarcie, dobrą kohezją oraz lepszą odpornością na kruche pękanie niż warstwy borowane dyfuzyjnie. Stal Hardox 450 ze względu na swój skład chemiczny i stan wyjściowy podłoża ma korzystniejsze właściwości od stali borowej B27.

EN

The influence of diffusion and laser boriding on selected properties of Hardox 450 and boron B27 steels was presented. The diffusion boriding was performed at 950°C for 4 hours using the gas-contact method in powder containing amorphous boron. Laser boriding consisted of applying the paste with amorphous boron, and then the remelted it by laser beam. Laser heat treatment was carried out with a CO2 laser. The laser parameters were as follows: power density q = 28.98 kW/cm2, the scanning speed v = 3.84 m/min, the beam diameter d = 2 mm and the distance between the tracks f = 0.50 mm. Microstructure after diffusion boriding in both steels consist of needle-like iron borides FeB and Fe2B and its microhardness was approx. 1800 HV0.1. As a result of laser boriding, the new microstructure consisted of three zones: boron-martensite eutectic in remelted zone with containing Fe2B and Fe3B iron boride phases, marteniste heat-affected zone and the core. As a result of laser boriding the mild microhardness gradient between the layer and the core was obtained, due to the presence of heat affected zone. Microhardness in remelted zone was approx. 1600÷1100 HV0.1. It was found that a laser borided layers in both steels characterized by a higher wear resistance, good cohesion and better fracture toughness than the diffusion borided layers. Hardox 450 steel due to its chemical composition and initial state of the substrate has advantageous properties than of B27 boron steel.

17

Możliwości kształtowania odporności na procesy zużywania laserowo borowanych warstw powierzchniowych elementów stalowych oraz żeliwnych

Kinal G., Bartkowska A.

Tribologia

|

2014

|

nr 3

97--107

PL

W artykule przedstawiono znaczenie technik laserowych w kształtowaniu warstw powierzchniowych elementów z żeliwa oraz stali. Laserowe borowanie przeprowadzono z użyciem lasera CO2 o mocy nominalnej 2600W dla ścieżek wielokrotnych. Borowanie laserowe stopów żelaza pozwoliło na uzyskanie mikrotwardości warstwy powierzchniowej w zakresie 1300÷1100 HV0,1. Na podstawie badań tribologicznych oraz pomiarów chropowatości stwierdzono, że borowanie laserowe elementów stalowych i żeliwnych wpływa na wzrost odporności na zużycie przez tarcie.

EN

This paper presents the importance of laser techniques in shaping parts of surface layers with cast iron and steel. Laser boronizing was carried out using a CO2 laser with a nominal power of 2600W for multiple tracks. Laser boriding of iron alloys allowed us to obtain a microhardness of the surface layer in the range of 1300 –1100 HV0,1. Based on the tribological research and measurements roughness, it was found that the laser boriding of steel and cast iron parts affects the increase in wear resistance.

18

Wear and corrosion resistance of C45 steel laser alloyed with boron and silicon

Bartkowska A., Pertek-Owsianna A., Bartkowski D., Popławski M., Przestacki D.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2014

|

Vol. 59, nr 2

10--14

EN

The paper presents the results of studies on microstructure, microhardness, wear and corrosion resistance of C45 steel laser alloyed with boron end silicon. The aim of laser alloying was to cover the steel with the modifying element and then melting it with a laser beam. As a result of laser alloying a layer was obtained that was composed of remelted zone enriched in modifying elements and of heat affected zone. It was found that as a result of laser alloying with boron and silicon layer are formed that are characterized by good corrosion and wear resistance, high microhardness compared to laser boronized and laser siliconized layers.

PL

W pracy przedstawiono wyniki mikrostruktury, mikrotwardości, odporności na zużycie przez tarcie i odporności korozyjnej stali C45 laserowo stopowanej borem i krzemem. Laserowe stopowanie polegało na nałożeniu pokrycia z pierwiastkiem modyfikującym, a następnie przetopieniu go wiązką laserową. W wyniku laserowego stopowania uzyskano warstwę złożoną z strefy przetopionej wzbogaconej w pierwiastek modyfikujący oraz strefy wpływu ciepła. Stwierdzono, że w wyniku laserowego stopowania borem i krzemem powstają warstwy, które charakteryzują się dobrą odpornością na korozję oraz na zużycie przez tarcie, dużą mikrotwardością w stosunku do warstw borowanych laserowo czy krzemowanych laserowo.

19

Selected properties of diffusion boronized layer modified with copper

Bartkowska A., Pertek-Owsianna A., Bartkowski D.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2014

|

Vol. 59, nr 2

15--20

EN

The paper presents the results of studies on microstructure, microhardness, fracture toughness, cohesion and wear resistance of copper modified boronized layers. Borocopperizing process consisted in simultaneous introduction of metallic copper and amorphous boron by diffusion. Borocopperized layers, similarly to boronized layers have a single-zone structure. It was observed that diffusion borocopperizing had a positive effect on microhardness, brittleness, cohesion and wear resistance.

PL

W pracy przedstawiono wyniki mikrostruktury, mikrotwardości, odporności na kruche pękanie, kohezji i odporności na zużycie przez tarcie warstw borowanych modyfikowanych miedzią. Proces boromiedziowania polegał na dyfuzyjnym wprowadzeniu miedzi metalicznej i boru amorficznego. Otrzymane warstwy miały podobnie jak warstwy borowane budowę jednostrefową. Stwierdzono korzystny wpływ boromiedziowania dyfuzyjnego na mikrotwardość, kruchość, kohezję oraz odporność na zużycie przez tarcie.

20

Laser modification of B-Ni galvanic-diffusion layer

Bartkowska A., Pertek-Owsianna A., Przestacki D.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2014

|

Vol. 59, nr 1

6--11

EN

The paper presents test results for boronickelized C45 steel after laser surface modification. Influence of laser heat treatment on the microstructure, microhardness, cohesion and wear resistance of surface layer was investigated. The process of galvanic-diffusion boronickelized layer consists of nickel plating followed by diffusion boronizing. For nickel plating Watts bath was used, which uses a combination of nickel sulfate and nickel chloride, along with boric acid. Diffusion boronizing treatment was used in the gas-contact method at temperature 950ºC for 4 h in boronizing powder, containing: amorphous boron, KBF4 as activator and carbon black as a filler. The laser heat treatment (LHT) was carried out with technological laser TRUMPF TLF 2600 Turbo CO2 of nominal power 2.6 kW. Laser modification of the boronickelized layer was carried out with laser power P 1.04 kW and at laser beam scanning rate v: 0.67 m∙min-1, 1.12 m∙min-1, 2.88 m∙min-1 and laser beam d = 2 mm. After boronickelizing the microstructure of surface layer was composed of: compact-continuous subsurface zone of microhardness 1200 HV0,1, and deeper situated zone , at microhardness similar to needle-like iron borides. After laser heat treatment with re-melting, a new layer was obtained, which included: re-melted zone (MZ), heat affected zone (HAZ) and a substrate, with a mild microhardness gradient from the surface to the substrate. The microhardness measured along the axis of track after laser heat treatment of the boronickelized layer was about 1100 HV0,1. As a result of the influence of laser beam, the new layer was characterized by good properties in comparison to boronized and boronickelized layers.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań boroniklowanej stali C45 po laserowej modyfikacji. Badano wpływ laserowej obróbki cieplnej na mikrostrukturę, mikrotwardość, kohezję i odporność na zużycie przez tarcie wytworzonej warstwy. Proces wytwarzania galwaniczno-dyfuzyjnej warstwy boroniklowanej składał się z: nakładania wstępnej powłoki galwanicznej niklu i następnego borowania dyfuzyjnego. Do niklowania galwanicznego użyto kąpieli Wattsa, która składała się z siarczanu niklawego, chlorku niklawego, kwasu borowego. Borowanie dyfuzyjne prowadzono metodą gazowo-kontaktową w temperaturze 950o C w proszku borującym zawierającym bor amorficzny, aktywator KBF4 i wypełniacz w postaci sadzy. Laserowa obróbka cieplna (LOC) była wykonana przy użyciu lasera technologicznego CO2 firmy TRUMPF TLF 2600 Turbo o mocy nominalnej 2,6 kW. Laserową modyfikację warstwy boroniklowanej przeprowadzono przy użyciu mocy lasera P = 1,04 kW i prędkości skanowania wiązką laserową v: 0,67 m∙min-1, 1,12 m∙min-1, 2,88 m∙min-1, średnicy wiązki lasera d = 2 mm. Po boroniklowaniu struktura warstwy wierzchniej składa się z: przypowierzchniowej zwartej ciągłej strefy o mikrotwardości 1200 HV0,1 i głębiej położonej o strukturze iglastej odpowiadającej mikrotwardości borkom żelaza oraz rdzenia. Po laserowej obróbce cieplnej z przetopieniem otrzymano nową warstwę składającej się z: strefy przetopionej (SP), strefy wpływu ciepła (SWC) i rdzenia o łagodnym gradiencie mikrotwardości od powierzchni do rdzenia. Mikrotwardość w osi ścieżki warstwy wierzchniej laserowo obrobionej cieplnie wynosiła 1100 HV0,1. W wyniku oddziaływania wiązki lasera otrzymana warstwa charakteryzowała się dobrymi właściwościami w stosunku do warstw borowanej i boroniklowanej.