Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ modeli źródeł ciepła na proces symulacji przetapiania laserowego w środowisku SYSWELD

Poloczek T., Kik T.

Przegląd Spawalnictwa

|

2018

|

R. 90, nr 5

60--64

PL

W artykule przedstawiono porównanie przetapiania laserowego do symulacji tego procesu wykonanej w środowisku SYSWELD. Zbadano parametry geometryczne uzyskanych przetopień podczas przetapiania laserem dyskowym TruDisk 3302 oraz diodowym ROFIN DL 020, porównując z danymi z procesu symulacji. Przedstawiono zastosowanie różnorodnych modeli źródeł ciepła i ich wpływ na prawidłowość modelowanego procesu. W wyniku analiz uzyskano rozkłady pól temperatur, które następnie porównano z wynikami z rzeczywistych prób.

EN

The article presents a comparison of laser remelting and simulation of this process carried out in the SYSWELD environment. Geometric parameters of obtained remelts were examined, comparing with the data received from the simulation process. The application of various models of heat sources and their influence on the correctness of the modelled process is presented. As a result of the analyzes, the distributions of temperature fields were obtained, which were then compared to the results from actual tests.

2

Przetapianie laserem diodowym powierzchni żeliwa chromowego

Kotarska A., Janicki D.

Przegląd Spawalnictwa

|

2018

|

R. 90, nr 5

70--74

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań procesu przetapiania laserowego powierzchni odlewów z żeliwa chromowego ZlCr25V. Próby przetapiania wykonano z użyciem lasera diodowego dużej mocy (HPDDL) o prostokątnym ognisku wiązki laserowej i równomiernym rozkładzie gęstości mocy w jednej osi ogniska (top-hat profile). Określono wpływ parametrów procesu na wymiary, mikrostrukturę oraz twardość strefy przetopionej. Badania metalograficzne ściegów przetopień wykonano na mikroskopie świetlnym oraz na skaningowym mikroskopie elektronowym.

EN

The article presents examinations of the microstructure and hardness of the surface melted layer produced on ZlCr25V high chromium cast iron substrate. The laser surface melting process was carried out using high power diode laser (HPDDL) with rectangular laser beam focus and uniform power density distribution in one axis of the beam focus (top-hat profile). During research the influence of laser processing conditions on the geometrical parameters of fusion zone, microstructure and hardness was investigated. The metallographic tests were made using optical microscope and scanning electron microscope.

3

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.

4

Przetapianie laserowe stali mikrostopowej typu HSLA

Górka J., Opiela M., Stano S.

Przegląd Spawalnictwa

|

2016

|

R. 88, nr 12

18--23

PL

W artykule przedstawiono badania dotyczące przetapiania wiązką laserową stali mikrostopowej typu HSLA – 28MnTiNbVB (Rm = 1060 MPa) o grubości 12 mm. Proces przetapiania został przeprowadzony przy zmiennej energii linowej przetapiania w zakresie od 0,6 do 2,6 kJ/cm. Przeprowadzone badania wykazały, że uzyskane przetopienia charakteryzują się poprawnym kształtem, jednak w ich objętości występują pęcherze gazowe, które mogą pojawić się w związku z bardzo dużymi szybkościami chłodzenia, co powoduje utrudnione wydzielania się gazów ze strefy przetopienia. Pęcherze te powstają w wyniku uwięzienia gazów rozpuszczonych w metalu bądź w wyniku odparowania pierwiastków stopowych. Przetopienia mają strukturę martenzytu listwowego o twardości dochodzącej do 600 HV10. Listwy martenzytu są mniejsze, a drobniejsze wydzielenia węglików są gęściej ułożone niż w materiale rodzimym. Uzyskane wyniki badań wskazują, że stal 28MnTiNbVB wykazuje ograniczoną spawalność w warunkach badania.

EN

In this article examinations of laser beam remelting of microalloyed HSLA steel grade – 28MnTiNbVB (Rm = 1600 MPa), 12 mm thick were presented. Remelting process was carried with variable linear energy in range from 0.6 to 2.6 kJ/cm. Carried examinations have shown that remelted zones have correct geometry, but include gas pores that could be caused by very high cooling rates resulting in hindering gas evacuation from remelted zone. This gas pores are caused by trapping gases dissolved in metal or vaporizing alloying elements. Remelted zone is martensitic with lath structure a hardness of up to 600 HV10. Laths are smaller additionally smaller precipitations are more tightly packed compared to parent material. Examination results show that steel 28MnTiNbVB exhibits limited weldability.

5

Ti6Al4V porous elements coated by polymeric surface layer for biomedical applications

Dobrzański L. A., Dobrzańska-Danikiewicz A. D., Gaweł T. G.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2015

|

Vol. 71, nr 2

53--59

EN

Purpose: The aim of the paper is to characterise titanium alloy Ti6Al4V coated by polymeric surface layer as a material for biomedical applications. The paper presents a Selective Laser Melting (SLM) method of fabrication of elements to be used as implants from Ti6Al4V powder. It was demonstrated that the metallic scaffolds created have strictly defined geometric dimensions of an object and open pores, and the pores are regular and repeat within the whole volume of the biomimetic element. Design/methodology/approach: The actual manufacturing process is preceded with creating a model of an element in the stl format that allows to present the element surface by means of a net of triangles. Once the shape is defined of a unit cell and its net parameters, i.e. height, depth and width, they are duplicated with appropriate mathematical algorithms as a result of which a strictly defined, densed and complicated structure of pores defined by a designer is created. Findings: Scanning electron microscopy was applied for showing the structure of pure scaffolds as well as composites made of Ti6Al4V scaffolds coated by polymeric surface layer. Microscope observations were performed using a SEM Zeiss Supra 35 equipped with EDS detectors for chemical composition analysis. Practical implications: Manufactured metal-polymer composites can be used in regenerative medicine as biomimetic implants. Originality/value: The characteristics of biomimetic composites, used in medicine as implants of a palate piece loss with strictly designed geometric shape and dimensions of the object and its strictly planed pores.

6

EDS technique appliance for investigation of laser remelted and alloyed magnesium cast alloys

Konieczny J., Labisz K., Włodarczyk-Fligier A., Polok-Rubiniec M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2015

|

Vol. 69, nr 2

59--63

EN

Purpose: The paper presents the results of the qualitative and quantitative microanalysis of the chemical composition of the MgAl6Zn1 alloy. Design/methodology/approach: The magnesium alloy has been heat treatment at 505°C for 600 min and ageing at 170°C for 720 min. The study was performed on a transmission electron microscope FEI TITAN company operating at 300kV operating voltage. The qualitative and quantitative microanalysis of the chemical composition of the Mg alloy microareas was examined using EDS. Findings: Analysis of the results of the concentration of the main alloying elements in the separation test using various magnifications revealed that with an increase in the share of the magnification of the alloying elements. This increase is referred to a linear, the regression coefficient R2, depending on the test element is in the range 0.84-0.97. Practical implications: Tested MgAl6Zn1 alloy can be applied among the others in automotive industry but it requires additional researches. Originality/value: It was demonstrated that the lower magnesium concentration in the EDS results is connected with the increase of magnification induces an effect of X-rays scattering only from the analysed particles and the effect of Mg matrix is limited.

7

An Evaluation of the use of Laser-Vibration Melting to Increase the Surface Roughness of Metal Objects

Grabas B.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

33--39

EN

This paper presents preliminary, experimental results of a new, hybrid method of increasing the surface roughness of metal objects. In this new approach, metal objects are melted with a mobile laser beam while they are being rotated. A vibration generator provides circular vibrations with an amplitude of 3 mm, and the vibration plane is perpendicular to the moving laser beam. The melting tests were performed using flat carbon steel samples at a predetermined frequency of circular vibrations. The effects of laser power and laser beam scanning velocity on the melted shapes were studied. All laser melting procedures were performed at a vibration frequency of 105 Hz. The melted samples were subjected to microscopic evaluation and the Ra parameter, which characterises mean roughness, was measured using a profilometer. Melting metal samples with physically smooth surfaces (Ra = 0.21 µm) resulted in surface structures of varied roughness values, with Ra ranging from 5 µm to approximately 58 µm. The studies were undertaken to employ this technology for the purpose of passive heat exchange intensification of heating surfaces in practical applications.

PL

W artykule zaprezentowano wstępne wyniki eksperymentalne nowej hybrydowej metody zwiększania chropowatości powierzchni elementów metalowych. W metodzie tej wykorzystuje się przetapianie ruchomą wiązką laserową elementów metalowych poddanych równocześnie wibracji kołowej. Generator drgań wytwarza wibrację kołową o amplitudzie 3 mm, a płaszczyzna wibracji jest prostopadła do osi przemieszczającej się wiązki laserowej. Próbom przetapiania przy ustalonej częstotliwości wibracji kołowej poddano płaskie próbki ze stali węglowej. Badano wpływ mocy laserowej oraz prędkości skanowania wiązki laserowej na kształt przetopień. Wszystkie przetopienia laserowe wykonywano przy częstotliwości wibracji f = 105 Hz. Otrzymane przetopy poddane zostały obserwacjom mikroskopowym oraz pomiarom profilometrycznym parametru Ra charakteryzującego średnią chropowatość. W wyniku przetapiania technicznie gładkich powierzchni próbek metalowych (Ra = 0,21 µm), uzyskano struktury o zróżnicowanych chropowatościach, dla których Ra mieścił się w przedziale od ok. 5 µm do ok. 58 µm. Badania prowadzono pod kątem potencjalnych możliwości stosowania tej technologii do pasywnej intensyfikacji wymiany ciepła powierzchni płyt grzewczych.

8

Wpływ stopowania laserem diodowym na własności i strukturę warstwy wierzchniej stali narzędziowej do pracy na gorąco

Dobrzański L. A., Jonda E.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

665--668

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu warunków obróbki laserowej, w tym mocy lasera oraz dodatków stopowych zawartych w wybranych proszkach węglików, na strukturę i własności warstwy wierzchniej stali stopowej narzędziowej do pracy na gorąco X40CrMoV5-1. Obróbkę wykonano za pomocą lasera diodowego dużej mocy. W opracowaniu zaprezentowano wyniki badań własnych wykonanych na próbkach ze stali narzędziowej stopowej do pracy na gorąco X40CrMoV5-1 poddanych konwencjonalnej obróbce cieplnej, a następnie przetapianych lub stopowanych laserowo w zakresie mocy lasera 1,2÷2,3 kW z udziałem proszków węglików. Celem wykonanych badań było sprawdzenie, czy w wyniku wprowadzenia do warstwy wierzchniej badanej stali pierwiastków pochodzących z rozpuszczających się proszków węglików jest możliwa poprawa własności użytkowych materiału.

EN

The paper presents investigations results of the laser treatment influence including laser power, and the alloying elements of selected carbide powders on the structure and properties of surface layer of remelted or alloyed hot work steel X40CrMoV5-1 prepared by high power diode laser. In the study, the results of researches carried out on the samples from alloyed hot work tool steel X40CrMoV5-1 subjected conventional heat treatment and then laser remelted and laser alloyed with carbides powder in the 1.2÷2.3 kW power range of laser are presented. The purpose of investigations was to test whether the introduction addition to the surface layer of the investigated steel of elements from dissolving carbides powders with improve useful properties of investigated material.

9

Laserowa modyfikacja struktury i właściwości wybranych gatunków stali

Popławski M., Piasecki A., Marchewka M.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

798--801

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad wpływem parametrów pracy lasera Star Weld Select na mikrostrukturę trzech wybranych stali. Do badań użyto stal węglową 1.0037, stal narzędziową stopową 1.2343 oraz stal austenityczną 1.4301. Zróżnicowanie składu chemicznego badanych materiałów miało istotny wpływ na zmiany mikrostruktury uzyskane pod wpływem działania lasera. Dokonano miejscowego przetopienia oraz wykonano napoiny na powierzchni próbek. Stwierdzono, że gęstość mocy lasera i gatunek obrabianego materiału podłoża ma wpływ na możliwe do uzyskania utwardzenie materiału podłoża, jak i twardość uzyskanej napoiny. Zastosowanie mniejszej gęstości mocy i większej średnicy drutu do napawania skutkuje uzyskaniem mniejszej twardości oraz większej grubości wytworzonej strefy przetopu. Napoiny wytworzone na stali austenitycznej i niskowęglowej konstrukcyjnej charakteryzują się podobnym poziomem twardości. Natomiast wykonanie miejscowego przetopienia stali austenitycznej nie wpłynęło na zmianę jej twardości, niezależnie do warunków pracy lasera. Na podstawie mikroanalizy składu chemicznego metodą EDS stwierdzono, że zastosowanie mniejszej gęstości mocy wpływa na ujednorodnienie składu chemicznego w miejscu przejścia napoiny do materiału rdzenia.

EN

The study shows the results of research on the influence of working parameters of the Star Weld Select laser on the microstructure of three selected steels. Carbon steel 1.0037, alloy tool steel 1.2343 and austenitic steel 1.4301 were used in the experiment. The diversification of composition of researched materials had a significant influence on the change of microstructure obtained as a result of laser action. Local remelting as well as padding welds were applied on the surface of the samples. It was observed that the power density value as well as the type of the base material being worked on, have an influence on the obtained hardening of the base material and the hardness of the obtained padding weld. The application of lower power density and bigger diameter of padding weld wire results in obtaining lower hardness and bigger thickness of the produced remelting zone. Padding welds produced on the austenitic and low-carbon constructional steel are characterized by similar level of hardness. Local remelting of austenitic steel, however, did not influence the hardness, regardless of the laser working conditions. On the basis of the microanalysis of chemical composition with EDS method, it was found out that the application of lower power density increases the homogeneity of chemical composition in the area of transition of the padding weld into the base material.

10

Improvement of wear resistance of the hot work tool steel by laser surface feeding with ceramic powders

Dobrzański L.A., Jonda E., Pakieła W., Bilewicz M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2013

|

Vol. 60, nr 2

64--71

EN

Purpose: In this paper the result of laser surface feeding or remelting is discussed. The remelted layers which were formed on the surface of the investigated hot work steel were examined and analyzed metallographically and analyzed using a hardness testing machine. The resistance research has been done on the CSM Instruments. Design/methodology/approach: In this paper the results of laser treatment techniques applied in metal surface technology are presented and discussed. There is presented laser treatment with feeding or remelting of hot work tool steel X40CrMoV5-1 with ceramic powders especially - Al2O3 and Si3N4, as well as results of laser remelting influence on structure and properties of the surface of the hot work steel, carried out using the high power diode laser (HPDL). Findings: On the basis of the wear abrasion tests carried out on hot work tool steel it could be found that each of those specimens is characterized by different resistance for the same powders and the power of the laser beam. The metallographic investigations on light microscope show that during feeding or remelting the hot work tool steel with the ceramic powder layer in the whole range of the laser power values used 1.2-2.3 kW the obtained bead face is characteristic of the high roughness, multiple pores, irregularity. Practical implications: The resistance to abrasive wear is a practical aim of this work as well as improvement of hardness as a very important properties for practical use. It is necessary to continue the research to determine feeding or remelting parameters for demanded properties of hot work tool steels surface layers. Originality/value: Laser feeding or remelting by using HPDL laser (High Power Diode Laser) and selected ceramic powders can be very attractive for industries.

11

Spawanie blach ze stopu tytanu Ti6Al4V laserem dyskowym

Lisiecki A., Guminior P.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2012

|

R. 56, nr 4

68-73

PL

Opisano wyniki badań procesu spawania laserowego złączy doczołowych blach ze stopu tytanu Ti6Al4V o grubości 2,0 mm za pomocą lasera dyskowego TRUMPF TRUDISK 3302. Wykonano badania mechaniczne, pomiary twardości oraz obserwacje makro i mikroskopowe złączy próbnych. Analizowano wpływ parametrów i warunków technologicznych spawania laserowego na jakość i własności próbnych złączy doczołowych.

EN

It has been described the results of investigation into laser beam process of butt welding of TiAl4V titanium alloy sheets, 2.0 mm in thickness, by means of TRUMPF TRUDISK 3302 disk laser. The test joints were subjected to mechanical testing, hardness measurements and macro- and microscopic observation. The influence of parameters and technological conditions of laser welding on the quality and properties of the test butt joints has been analysed.

12

Comparison of the abrasion wear resistance of the laser alloyed hot work tool steels

Dobrzański L., Jonda E., Labisz K.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2012

|

Vol. 55, nr 2

85-92

EN

Purpose: The paper presents the comparison of the abrasion wear resistance of the laser alloyed hot work tool steels X40CrMoV5-1 and 32CrMoV12-28. Design/methodology/approach: The tribological wear relationships using pin-on-disc test were specified for surface layers subject to laser treatment, determining the friction coefficient, and mass loss of the investigated surfaces. Findings: The performed investigations leads to the conclusions that for both types of steels - X40CrMoV5-1 and 32CrMoV12-28 the wear resistance measured using pin-on-disc, wear resistance test in the metal - metal arrangement, and wear resistance test in the metal - ceramic material arrangement, the wear resistance increases together with the hardness of the surface layer. This relationship is valid for all types of ceramic powders used. It is characteristic for the obtained surface layers, that the high roughness, multiple pores, irregularity, and flashes at the borders increases also together with the increasing of the laser power. Research limitations/implications: In order to evaluate with more detail the possibility of applying these surface layers in tools, further investigations should be concentrated on the determination of the thermal fatigue resistance of the layers. Practical implications: The alloyed layers which were formed on the surface of the hot work steels have shown significant improvement concerning properties. Good properties of the laser treatment make these layers suitable for various technical and industrial applications. Originality/value: A modification of tool steels surface using a laser beam radiation, as well as coating them with special pastes containing carbide particles allows the essential improvement of the surface layer properties - their quality and abrasion resistance, decreasing at the same time the surface quality, what is dependent on the processing parameters such as energy of impulse and the time of its work.

13

Wytwarzanie warstw intermetalicznych za pomocą impulsowego promieniowania laserowego

Major Ł., Rycka A., Kusiński J., Marczak J.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

549-552

PL

Oddziaływanie wiązki lasera impulsowego z powierzchnią metali prowadzi do dobrze zlokalizowanego obszaru nagrzewania, stopienia, parowania lub bezpośredniej modyfikacji oświetlanego obszaru - warstwy wierzchniej. W artykule autorzy przedstawiają model teoretyczny i badania eksperymentalne oddziaływania impulsowego promieniowania laserowego z wielowarstwową próbką, składającą się z trzech warstw (Cr, Cu i Al) naparowanych metodą PVD na podłoże z kwarcu. Celem pracy było przetopienie spodnich warstw Cu-Al, bez naruszenia warstwy wierzchniej chromu. Po naświetleniu próbek impulsem laserowym przeprowadzono za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego analizę mikrostruktury i składu chemicznego na przekroju poprzecznym powłoki. Stwierdzono, że pod nienaruszoną warstwą chromu nastąpiło przetopienie Cu-Al.

EN

Interaction of pulse laser beam with metal surface results in well localized area of heating, evaporation or in direct modification of illuminated top surface layer. Paper presents theoretical model and results of experimental investigation on interaction of pulsed laser radiation with the multilayered sample composed of three sublayers (Cr, Cu and Al) deposited by using of PVD technique on the quartz substrate. The research goal was melting bottom sublayers Cu-Al, without melting of surface Cr sublayer. After pulsed laser irradiation, microstructure and chemical composition of the cross-sectioned samples have been analyzed by transmission electron microscope. Interfusion between Cu and Al has been revealed, under not destructed Cr sublayer.

14

Morfologia mikrostruktury warstwy wierzchniej stopów aluminium po nadtapianiu laserowym w warunkach kriogenicznych

Serbiński W., Majkowska B.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 1

38-41

PL

W pracy przedstawiono koncepcję i efekt oddziaływania wiązki lasera w warunkach kriogenicznych na powierzchnię stopów aluminium. Uzyskano znaczącą zmianę mikrostruktury stopu AlSi13Mg1CuNi w obszarze oddziaływania wiązki lasera oraz gwałtownego chłodzenia. W rezultacie ukształtowano warstwę wierzchnią stopu aluminium, która w zależności od parametrów nadtapiania wykazuje strukturę drobnoziarnistą, nanokrystaliczną lub amorficzną.

EN

The method and equipment for laser treatment of the aluminium alloys at cryogenic temperature have been presented (Fig. 1). The considerable influence of laser beam and rapid quenching on the microstructure surface layer of the AlSi13Mg1CuNi alloy is obtained. In result formed the surface layer of the aluminium alloy, which in dependence of remelting parameters shows the fine-grained (Fig. 7, 8), nanocrystalline or amorphous structure (Fig. 6).

15

Wpływ laserowego przetapiania i stopowania na strukturę i własności warstw wierzchnich stali X40CrMoV5-1

Dobrzański L. A., Jonda E., Klimpel A., Lisiecki A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2009

|

R. 81, nr 3

3-8

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu warunków technologicznych i parametrów przetapiania laserowego lub stopowania laserowego węglikami NbC i TiC na strukturę i własności warstwy wierzchniej stali stopowej narzędziowej do pracy na gorąco X40CrMoV5-1. Próby przetapiania i stopowania laserowego wykonano za pomocą lasera diodowego dużej mocy (HPDL). Badania wykazują, że w zależności od rodzaju zastosowanych proszków węglików oraz mocy lasera (HPDL) możliwe jest kształtowanie struktury i własności warstwy wierzchniej badanej stali. Przetapianie laserowe warstwy wierzchniej badanej stali w atmosferze argonu bez wprowadzania dodatków stopujących do ciekłego jeziorka metalu w całym zakresie zastosowanej mocy lasera prowadzi do utworzenia drobnoziarnistej struktury dendrytycznej, o kierunku krystalizacji zgodnym z kierunkiem odprowadzenia ciepła ze strefy oddziaływania wiązki lasera. W wyniku przetapiania laserowego lub stopowania laserowego następuje zmiana własności warstwy wierzchniej badanej stali, w porównaniu do analogicznych własności stali uzyskanych w wyniku konwencjonalnej obróbki cieplnej, która zależy od mocy lasera użytej do przetapiania lub stopowania laserowego. Wzrostowi twardości warstwy wierzchniej uzyskanej w wyniku przetapiania lub stopowania węglikami TiC lub NbC przy użyciu lasera HPDL towarzyszy wzrost własności trybologicznych w porównaniu do stali poddanej konwencjonalnej obróbce cieplnej.

EN

The results of remelting and alloying laser parameters on the structure and properties of the surface layer of the X40CrMoV5-1 hot work tool steels, using the high power diode laser (HPDL) are presented. Investigation indicate the influence of the alloying carbides on the structure and properties of the surface layer of investigated steel depending on the kind of alloying carbides and power implemented laser (HPDL). Laser alloying of surface layer of investigated steel without introducing alloying additions into liquid molten metal pool, in the whole range of used laser power, causes size reduction of dendritic microstructure with the direction of crystallization consistent with the direction of heat carrying away from the zone of impact of laser beam. Remelting of the steel without introducing into liquid molten pool the alloying additions in the form of carbide powders, causes slight increase of properties of surface layer of investigated steel in comparison to its analogical properties obtained through conventional heat treatment, depending on the laser beam power implemented for remelting. The increase of hardness of surface layer obtained throughout remelting and alloying with carbides by high power diode laser is accompanied by increase of tribological properties, when comparing to the steel processed with conventional heat treatment.

16

Kształtowanie warstwy wierzchniej elementów ze stopu tytanu Ti-6Al-4V w wyniku przetapiania laserowego

Filip R.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 5

290-293

PL

Przetopieniu laserem CO2 poddano warstw! wierzchni( stopu tytanu Ti-6Al-4V. Obróbki prowadzono w atmosferze azotu w celu uzyskania w warstwie przetopionej złożonej, wielofazowej struktury zawierającej azotki tytanu. Badano mikrostruktur warstwy przetopionej, stosuj(c mikroskop optyczny i elektronowy mikroskop skaningowy wyposażony w detektor EDS. Identyfikacji faz prowadzono metodą dyfraktometryczną, a badania twardości na przekroju poprzecznym warstwy stopowanej metodą Vickersa. Przeprowadzono badania odporno-ci na zużycie w warunkach tarcia suchego oraz odporności na korozji wytworzonej warstwy wierzchniej. Wyznaczono warto-. siły termoelektrycznej w obszarach strefy przetopionej. W strefie stopowania stwierdzono obecno-. dendrytycznych i płytkowych wydzieleń faz TiN i Ti2N rozmieszczonych w martenzytycznej osnowie. Twardość strefy przetopienia zmieniła się od 1450 do 800 HV0,2. Stwierdzono znaczny wzrost odporności na zużycie w warunkach tarcia suchego oraz zmniejszenie odporności na korozję stopowanej warstwy wierzchniej w porównaniu ze stopem Ti-6Al-4V.

EN

Laser remelting of the Ti-6Al-4V titanium alloy surface layer was carried out by a CO2 laser in a stream of nitrogen. The aim of this process was to obtain the multiphase layer contained titanium nitrides. Microstructural and chemical constitution were performed. The phases identification was carried out by diffractometer, and hardness of surface layer was measured on the surfach of cross-section using the Vickers method. The wear resistance test and corrosion test of the treated surface layer were performed. The thermoelectric power of the separated zones of remelted layer was determined. Laser remelting of the Ti-6Al-4V titanium alloy has produced surface layer chich consists of dendritic and lamellar shape TiN and Ti2N particles spaced in martensitic matrix. The hardness of remelted zone changes from 1450 to 800 HV0,2. It was found that considerable increasing of wear resistance and decreasing of corrosion resistance occur in comparison with untreated Ti-6Al- 4V titanium alloy.

17

Laser surface treatment of the hot work tool steel alloyed with TaC and VC carbide powders

Dobrzański L. A., Jonda E., Klimpel A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2009

|

Vol. 37, nr 1

53-60

EN

Purpose: The paper presents investigation results of the structure and properties of alloying surface layer of the X40CrMoV5-1 hot work tool steel, using the high power diode laser HPDL. Tantalum and vanadium carbides powders were used for alloying and the X40CrMoV5-1 conventionally heat treated steel was used as reference material. Design/methodology/approach: Metallographic examinations of the material structures after laser alloying surface layer were made on light microscope and transmission electron microscope. The resistance research has been done with the use of the pin-on-disc method. Hardness tests were made with Rockwell method in C scale. Findings: It was found out in examinations of the surface layer that it can be possible to obtain high quality top layer with better properties compared to material after a standard heat treatment. Research limitations/implications: In this research two powders (TaC and VC) were used for alloying of the surface layer of investigated steel. Practical implications: The structure as well as improvement of mechanical properties is a practical aim of this work as well as improvement of hardness as a very important properties for practical use. Originality/value: The research results of this type of heat treatment show that there is a possibility of applying the worked out technology to manufacturing or regeneration of chosen hot working tools.

18

Właściwości użytkowe przetapianych laserem HPDL warstw wierzchnich stali X37CrMoV5-1

Klimpel A., Janicki D., Wilk Z.

Spajanie Materiałów Konstrukcyjnych

|

2008

|

Nr 2 (2)

8--13

PL

W artykule opisano przebieg i wyniki badań procesu przetapiania wiązką lasera diodowego HPDL, powierzchni roboczej narzędzi kuźniczych ze stali narzędziowej stopowej do pracy na gorąco X37CrMoV5-1. Określono wpływ parametrów przetapiania laserowego na kształt i jakość oraz odporności na zużycie scierne typu metal-metal przetopionych warstw wierzchnich narzędzi kuźniczych ze stali X37CrMoV5-1.

19

Cavitation behaviour of the SUPERSTON alloy after laser treatment

Majkowska B., Serbiński W.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2008

|

Vol. 26, nr 2

199-202

EN

Purpose: Results of laser treatment at cryogenic conditions and its influence on microstructure, microhardness and cavitation resistance of the SUPERSTON alloy are presented in this paper. Design/methodology/approach: New method of the laser remelting specimens diped in liquid nitrogen made by the CO2 laser with 4000 W laser beam power and scanning velocity 0.5 and 1.0 m/min was employed. Observation microstructure was carried out by scanning electron microscope. Hardness of cross-section of the surface layer has been measured by the Vickers microhardness under load 0.49 N. Cavitation test in the water using rotating disc facility was done. Findings: Laser remelting let obtain fine microstructure in surface layer and increase of microhardness and cavitation resistance, compared to casting the SUPERSTON alloy. Research limitations/implications: The future investigations connected with environment conditions should be extend of internal stresses in the SUPERSTON alloy after laser remelting at cryogenic conditions. Practical implications: Obtained results point at possibility of the increase hardness and cavitation resistance of the parts worked in cavitation conditions. Originality/value: The propose laser treatment at cryogenic conditions could be used for surface consolidation of the copper alloys applied for ship propellers.

20

Kształtowanie mikrostruktury i właściowści warstwy wierzchniej stopu Ti-6Al-4V przetapianiem laserwowym

Filip R.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

564-567

PL

Przetapianie laserowe warstwy wierzchniej stopów tytanu połączone z wprowadzaniem pierwiastków i związków chemicznych zwiększa trwałość w warunkach eksploatacji. W badaniach stosowano proszek TaB2 zmieszany z grafitem. Warstwę wierzchnią z naniesioną warstwą materiału stopującego przetapiano laserem ciągłym CO2 o mocy 1 kW. Stosowano atmosferę ochronną argonu o natężeniu przepływu 10 l/min. Oceniano efektywność procesu stopowania oraz właściwości przetopionej warstwy wierzchniej. Wykonano badania mikrostruktury warstwy stopowanej i strefy wpływu ciepła, jej składu chemicznego oraz fazowego. Twardość określono metodą Vickersa. Wzrost twardości i skład fazowy przyjęto jako kryterium oceny możliwości efektywnego stopowania warstwy wierzchniej. Strefa stopowania zawierała wydzielenia faz TiC, TaB2 oraz TiB w martenzytycznej osnowie i wykazywała zwiększoną twardość i dobrą przyczepność do podłoża.

EN

Laser remelting of surface layer connected with alloying process is applied to different engineering domains and increases properties of titanium alloys. The TaB2 powder mixed with graphite was used in performed investigations. The surface layer was remelting using CO2 1 kW laser in argon atmosphere with blast intensity equal to 10 l/min. Alloyed surface layer was investigated and efficiency of alloying process as well as properties were estimated. The deep and microstructure of the alloyed layer were performed. Phase and chemical composition was determined using microanalysis and diffraction methods. Hardness on the cross-section of laser treated zone were investigated. Increase of hardness and phase composition were a criterion of the surface layer enrichment efficiency. Laser treated layer included hard ceramic particles of TiC, TaB2 and TiB phases spaced in martensitic matrix. The layer possess high hardness and good adhesion.