Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Paczkowska M.

1 2013

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: laser alloying with silicon

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Analiza możliwości selektywnego kształtowania warstwy wierzchniej elementów żeliwa sferoidalnego za pomocą krzemowania laserowego

Paczkowska M.

Inżynieria Materiałowa

2013

Vol. 34, nr 5

521--525

W artykule przedstawiono analizę efektów selektywnej metody modyﬁkacji warstwy wierzchniej żeliwa sferoidalnego z zastosowaniem laserowej obróbki cieplnej. Metoda ta może być wykorzystana do wybranych części elementów maszyn szczególnie narażonych na zużycie przez tarcie i korozję. W badaniach oceniano wpływ krzemowania laserowego na mikrostrukturę i twardość warstwy wierzchniej żeliwa sferoidalnego. Przeanalizowano w szczególności wpływ warunków laserowej obróbki cieplnej, w tym parametrów wiązki laserowej na budowę zmodyﬁkowanej warstwy. Obserwacja mikrostruktury warstwy wierzchniej za pomocą mikroskopu świetlnego oraz elektronowego mikroskopu skaningowego ujawniła występowanie drobnoziarnistej strefy stopowanej. Badania dyfrakcyjne wykazały występowanie faz typu: FeSi oraz C0,12Fe0,79Si0509. Pod strefą stopowaną wyodrębniono jeszcze dwie strefy, a mianowicie przej ściową (zawierającą fazy przetopione, jak i nieprzetopione podczas obróbki) oraz strefę zahartowaną ze stanu stałego. Badania wielkości stref stopowanych wykazały, że zależą one od zastosowanych podczas obróbki parametrów wiązki laserowej. Większa zastosowana gęstość mocy skutkowała pojawieniem się większej strefy stopowanej (pomimo krótszego czasu oddziaływania wiązki laserowej). Maksymalna grubość strefy, jaką odnotowano, wynosiła 0,45 mm, a szerokość ok. 2 mm. Średnia zwartość krzemu w uzyskanych strefach, wyznaczona za pomocą mikroanalizy rentgenowskiej, wyniosła w zakresie: 3÷7% mas. w zależności od zastosowanych parametrów wiązki laserowej. Im większą zastosowano gęstość mocy, tym średnie stężenie krzemu było mniejsze z powodu powstania większej strefy stopowanej. Odnotowano, że strefy stopowane miały 3,5÷5-krotnie większą twardość od twardości osnowy materiału wyjściowego. Wraz ze zwiększeniem gęstości mocy wiązki laserowej uzyskiwano większą twardość strefy stopowanej (pomimo mniejszego stężenia pierwiastka stopowego). Wniosek z tej obserwacji sugeruje, że twardość stref w przypadku przeprowadzonego krzemowania jest determinowana w większym stopniu przez parametry wiązki laserowej niż przez stężenie pierwiastka stopowego. Przeprowadzone badania pozwoliły stwierdzić, że z wykorzystaniem laserowej obróbki cieplnej jest możliwe wzbogacanie w krzem warstwy wierzchniej żeliwa sferoidalnego i zarazem zmodyﬁkowanie jej właściwości. Możliwe jest również kontrolowanie uzyskanych efektów za pomocą parametrów obróbki laserowej.

In presented paper the effect ofthe selected modification ofnodular iron surface layer by laser alloying with silicon was investigated. This method could be applied to these parts of machine elements which are particulary exposed to abrasive or corrosive wear. In this research the inﬁuence of laser alloying with silicon on microstructure and hardness of surface layer of nodular iron was evaluated. The inﬁuence of laser heat treatment parameters (including laser beam parameters) was in-depth analyzed. Surface layer microstructure observation by light and scanning electron microscope revealed presence of alloyed zone characterized by ﬁne microstructure. FeSi and C 0.12Fe 0.79Si 0.09 phases were detected by X-ray diffraction. Two zones under alloyed zone were observed: transition (containing remelted and not-remelted phases during laser treatment) and hardened from solid state. Measurements of the size of alloyed zone showed that there are dependent on the laser beam parameters applied during treatment. The higher laser beam power density was applied the greater alloyed zone size was (despite shorter time of laser beam interaction). The average silicon amount in achieved zones (revealed by X-ray microanalysis) was in the range of 3÷7 wt % depending on the laser beam parameters. The higher laser beam power density was applied the smaller silicon amount was (as a consequence of the greater alloyed zone size). It was also noticed, that alloyed zone was characterized by 3.5÷5 times higher than matrix hardness of the base material. The higher laser beam power density was applied the higher hardness of alloyed zone was (despite reduced average amount of alloying element). The conclusion from this observation suggested that hardness of the alloyed zone in this case is determined more by laser beam parameters than by average amount of alloying element. Conducted research allows to state, that it is possible to use laser heat treatment in order to enrich the nodular iron surface layer with silicon and, in a consequence, to modify its properties. Achievement of desired effects in surface layer is possible by appropriate selection of the laser treatment parameters.