Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Utilisation of high-energy heat sources in magnesium alloy surface layer treatment

Szafarska M., Iwaszko J., Kudła K., Łęgowik I.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

619--624

EN

The main aim of the study was the evaluation of magnesium alloy surface treatment effectiveness using high-energy heat sources, i.e. a Yb-YAG Disk Laser and the GTAW method. The AZ91 and AM60 commercial magnesium alloys were subject to surface layer modification. Because of the physicochemical properties of the materials studied in case of the GTAW method, it was necessary to provide the welding stand with additional equipment. A novel two-torch set with torches operating in tandem was developed within the experiment. The effectiveness of specimen remelting using a laser and the GTAW method was verified based on macro- and microscopic examinations as well as in X-ray phase analysis and hardness measurements. In addition, the remelting parameters were optimised. The proposed treatment methodology enabled the achieving of the intended result and effective modification of a magnesium alloy surface layer.

PL

Głównym celem pracy była ocena efektywności obróbki powierzchniowej stopów magnezu za pomocą wysokoenergetycznych źródeł ciepła, tj. Yb-YAG Disk Laser i metody GTAW. Modyfikacji warstwy wierzchniej poddano komercyjne stopy magnezu AZ91 i AM60. W przypadku metody GTAW z uwagi na własności fizykochemiczne badanych materiałów konieczne okazało się doposażenie stanowiska spawalniczego. W ramach eksperymentu opracowano nowatorski zespół dwupalnikowy z palnikami pracującymi w układzie tandem. Efektywność przetapiania próbek laserem i metodą GTAW weryfikowano na podstawie badan makro- i mikroskopowych oraz rentgenowskiej analizy fazowej i pomiarów twardości. Dokonano również optymalizacji parametrów przetapiania. Zaproponowana metodyka obróbki pozwoliła na osiągnięcie zamierzonego rezultatu i skuteczną modyfikacje warstwy wierzchniej stopów magnezu.

2

Laser remelting teratment of plasma-sprayed Cr2O3 oxide coatings

Szafarska M., Iwaszko J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 1

215-221

EN

In the present paper, the influence of laser remelting on the structure and wear resistance of plasma sprayed Cr2O3 oxide coatings is analysed. Sprayed coatings were remelted with the use of cw-CO2 laser. Microstructural investigations were realised with the use of an optical microscope and the SEM method. The texture and phase composition of the coatings were defined with the help of the diffraction method. In addition, the influence of remelting on the wear resistance of plasma sprayed coatings was assessed. The results achieved during the realisation of this work have confirmed the effectiveness of the applied surface treatment, which was expressed by beneficial changes in the structure and the properties of Cr2O3 oxide coatings.

PL

W pracy dokonano analizy wpływu laserowego przetapiania na strukturę i odporność na zużycie powłok tlenkowych Cr2O3 natryskiwanych plazmowo. Powłoki natryskiwane zostały przetopione przy użyciu lasera CO2 o ciągłej charakterystyce pracy. Badania mikrostrukturalne realizowano za pomocą mikroskopu optycznego i metody SEM. Teksturę i skład fazowy powłok określono za pomocą metody dyfrakcji rentgenowskiej. Dokonano ponadto oceny wpływu obróbki przetopienowej na odporność na zużycie powłok natryskiwanych plazmowo. Uzyskane w ramach pracy rezultaty potwierdziły skuteczność zastosowanej obróbki powierzchniowej, czego wyrazem były korzystne zmiany w strukturze i własnościach powłok tlenkowych Cr2O3.

3

Tekstura powłok tlenkowych Cr2O3 natryskiwanych plazmowo i przetopionych za pomocą lasera CO2

Iwaszko J., Szafarska M.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 4

702-706

PL

Głównym celem pracy była identyfi kacja tekstury powłok tlenkowych Cr2O3 natryskiwanych plazmowo i przetopionych za pomocą lasera CO2. Tekstura powłok została określona metodą rentgenowską na podstawie analizy dyfraktogramów i figur biegunowych. Przeprowadzone badania ujawniły w warstwach natryskiwanych obecność tekstury włóknistej z typowym dla tej tekstury symetrycznym usytuowaniem refleksów dyfrakcyjnych na figurze biegunowej i wyraźnie zaakcentowanym środkiem figury. Obecność tekstury w materiale natryskiwanym dowodzi, że pomimo specyficznej budowy powłoki, wynikającej ze sposobu jej formowania, początkowa orientacja, jaka ukształtowała się w materiale w trakcie natryskiwania plazmowego, nie miała charakteru przypadkowego. Wykonane badania wykazały jednak, że stopień steksturowania materiału był niewielki. W przypadku powłok przetopionych laserem CO2 stwierdzono silną koncentrację refleksów na figurach biegunowych świadczących o istnieniu uprzywilejowanej orientacji. Zważywszy, że podczas obróbki przetopieniowej produkty krystalizacji materiału powłokowego sytuują się prostopadle do powierzchni, co wynika z kierunkowości odpływu ciepła w trakcie chłodzenia, obecność tekstury włóknistej wydaje się być w pełni wytłumaczalna. Analiza figur biegunowych oraz dyfraktogramów wykazały, że głównymi składowymi tekstury włóknistej były kierunki <104> oraz <116>. Stwierdzono ponadto, że procesy, które spowodowały uformowanie się tekstury w warstwach natryskiwanych zostały podczas obróbki przetopieniowej zintensyfikowane i pogłębione. Odnotowano ponadto wpływ szybkości chłodzenia (będącej wypadkową parametrów obróbki) na charakter tekstury. Badania składu fazowego wykazały niezmienność składu fazowego analizowanych powłok dowodzącą wysokiej trwałości Cr2O3 w warunkach towarzyszących natryskiwaniu i obróbce przetopieniowej.

EN

The main objective of this study was the identification of the texture of plasma-sprayed Cr2O3 oxide coatings, remelted with the use of a CO2 laser. The texture of the coatings has been determined with the X-ray method on the basis of XRD patterns and pole figures. The conducted research showed the presence of fibre texture in the plasma-sprayed coatings. This fibre texture is featured with the characteristic, symmetrical location of the diffractive reflections on the pole figure and clearly accentuated figure centre. The presence of the texture in the sprayed material proves that despite the specific structure of the coating resulting from the way of shaping it, the initial orientation which has formed in the material during plasma-spraying had no incidental nature. However, the examination has shown that the level of texturizing of the sprayed material was low. The examination of the coatings remelted by means of the CO2 laser has shown strong concentration of reflections on the pole figure from the analysed crystallographic planes which evidence the existence of preferential orientation in the examined material. Considering that during the remelting treatment, the crystallization process of the coating material proceeds from deeper layers of the coating towards its surface which directly results from the directionality of the heat outflow during the treatment, the presence of the fibre texture seems to be explainable. The analysis of the pole figures and the XRD patterns have shown that this is a fibre texture, the main components of which were <104> and <116> directions. Besides, it has been found that the processes which have caused formation of the texture in the spread layers during the remelting treatment have been intensified and deepened. Additionally, the impact of a cooling rate (being the resultant of the assumed remelting parameters) on the nature of the texture has been stated. The examination of the phase composition has shown the permanence of the phase composition of the coatings which proves high durability of the Cr2O3 oxide in the conditions accompanying the spraying and remelting treatment.

4

Modyfikacja warstwy wierzchniej stopów magnezu za pomocą metody GTAW

Szafarska M., Iwaszko J., Kudła K.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

747-750

PL

Głównym celem pracy była próba zaadaptowania metody spawalniczej GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) na potrzeby powierzchniowej obróbki przetopieniowej. Materiał badawczy stanowiły komercyjne stopy magnezu AZ91 i AM60. Ze względu na własności fizykochemiczne charakterystyczne dla wybranych materiałów, użycie metody GTAW wiązało się z wieloma problemami technologicznymi, m.in. ryzykiem utraty stabilności łuku elektrycznego oraz szybkim nagrzewaniem się elektrody, prowadzącymi do braku przetopienia materiału bądź do wystąpienia niekorzystnych zmian w geometrii powierzchni. Zaistniałe trudności wymusiły potrzebę przebudowy i doposażenia standardowego stanowiska spawalniczego. Efektem podjętych działań było opracowanie nowatorskiego zestawu dwupalnikowego z palnikami pracującymi w układzie tandem. Rolą palnika prowadzącego było katodowe oczyszczanie powierzchni materiału ze ściśle przylegającej warstwy tlenków, a drugiego palnika przetopienie oczyszczonej powierzchni. Efektywność zmian generowanych w wyniku przetapiania weryfikowano na podstawie obserwacji makroskopowych połączonych ze wstępnymi badaniami strukturalnymi. Zaproponowana metodyka obróbki pozwoliła na osiągnięcie zamierzonego celu i skuteczną modyfikację warstwy wierzchniej stopów magnezu bez konieczności uprzedniego oczyszczania mechanicznego, bądź chemicznego powierzchni materiałów. Opracowane rozwiązanie może stanowić cenną alternatywę dla technik laserowych, dominujących obecnie w inżynierii powierzchni stopów magnezu.

EN

The main objective of the study was to try to adapt the GTAW welding method to the surface remelting treatment needs. The study materials were the commercial alloys of magnesium AZ91 and AM60. Due to the physical and chemical properties characteristic for the selected material, the use of the GTAW method involved many technological problems, among other things the risk of loss of the electric arc stability and quick electrode heating in turn leading to a failure in the material remelting or the occurrence of an adverse alternation in the surface geometry. The arisen difficulties forced us to rebuild the welding station and fit it with additional equipment. The effect of the taken action was the development of an inventive double-burner set with the burners operating in tandem. The leading burner role was the cathodic cleaning of the material surface and the removal of the layer of oxides firmly adhered to it, whereas the role of the second burner was to remelt the cleaned surface. The effectiveness of the alternations caused by the remelting proces was verified on the basis of macroscopic observation along with preliminary structural investigations. The proposed treatment method has made it possible to obtain the intended aim and the effective modification of the outer layer of magnesium alloys without the necessity of the previous mechanical or chemical cleaning of the surface of materials. The developed solution can be a valuable alternative for the laser techniques that are presently dominating in magnesium alloy surface engineering.

5

Modyfikacja warstwy wierzchniej materiałów nieprzewodzących za pomocą metody GTAW

Iwaszko J., Kudła K., Szafarska M.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 2

153-156

PL

Głównym celem pracy była adaptacja metody spawania GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) na potrzeby obróbki przetopieniowej nieprzewodzących powłok tlenkowych natryskiwanych plazmowo. Modyfikacji warstwy wierzchniej poddano złożone kompozycje tlenkowe na bazie ZrO2 oraz Al2O3, naniesione na podłoże stalowe metodą natryskiwania plazmowego. Wykazano, że proces przetapiania nieprzewodzących powłok tlenkowych można z powodzeniem prowadzić za pomocą spawalniczych źródeł ciepła, pod warunkiem przeprojektowania i doposażenia standardowego stanowiska spawalniczego. Efektem podjętych prac było opracowanie i skonstruowanie zestawu spawalniczego ze swobodnym łukiem niezależnym, w którym wyeliminowano czynny udział powłoki tlenkowej w procesie tworzenia łuku elektrycznego i jego stabilizacji. Wykazano ponadto, że zastosowanie zmodyfikowanej metody spawalniczej GTAW stanowi w pełni konkurencyjne rozwiązanie w stosunku do dominujących obecnie technologii laserowych.

EN

The primary objective of the study was to adapt the GTAW welding technique for the purposes of the surface remelting processing of non-conductive plasma sprayed coatings. Modification concerned the surface layer of complex oxide compositions based on ZrO2 and Al2O3, which had been applied onto a steel substrate using the plasma spraying technique. In the course of research it was demonstrated that the process of surface remelting of non-conductive oxide coatings may be successfully conducted using welding sources of heat provided that the standard welding station is previously redesigned and additionally equipped. The methodological and apparatus- related work undertaken led to the development and construction of a welding set with a free independent arc, in which the active participation of the oxide coating in the creation of the electric arc and its stabilization has been eliminated. Furthermore, it has been demonstrated that the modified GTAW welding technique is a fully competitive solution with respect to the currently predominant laser technologies.