Wpływ modyfikacji laserowej na mikrostrukturę i mikrotwardość warstw boroniklowanych i borochromowanych

• Autorzy: Bartkowska, A. , Pertek, A. , Popławski, M.

Warianty tytułu

EN

The effect of laser modification on the microstructure and microhardness of boronickelized and borochromized layers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wpływ modyfikacji wiązką laserową warstwy boroniklowanej i borochromowanej na mikrostrukturę i mikrotwardość oraz odporność na zużycie przez tarcie stali C45. Warstwy borowane z niklem i chromem wytworzono metodą galwaniczno-dyfuzyjną (rys. 1). Wytworzono powłokę galwaniczną, którą następnie borowano w temperaturze 950°C przez 4 h. W efekcie otrzymano warstwę dwustrefową złożoną z ciągłej strefy przypowierzchniowej i iglastych borków żelaza (rys. 2, 3). Wytworzone w ten sposób warstwy modyfikowano wiązką laserową z użyciem lasera technologicznego CO 2 . W wyniku oddziaływania wiązki laserowej stwierdzono obecność trzech stref: przetopionej, wpływu ciepła i rdzenia (rys. 4÷7). Badano mikrotwardość warstw powierzchniowych przed i po procesie laserowej modyfikacji. Stwierdzono korzystny wpływ modyfikacji laserowej na mikrotwardość warstw boroniklowanych i borochromowanych. Otrzymane profile mikrotwardości wykazują łagodne przejście od powierzchni przez strefę przetopioną, strefę wpływu ciepła, aż do rdzenia (rys. 8, 9). Laserowa modyfikacja wpływa korzystnie na odporność na zużycie przez tarcie warstw galwaniczno-dyfuzyjnych (rys. 10).

EN

The paper presents the influence of laser beam modification of boronickelized and borochromized layers on microstructure, microhardness and wear resistance of C45 steel. The boronized layers with nickel and chromium were produced by galvanic-diffusion method (Fig. 1). Galvanic coating was prepared, and then boriding at temperature 950°C for 4 h was performed. The dual-zone microstructure consisting of a continuous surface zone and needles of iron borides (Fig. 2, 3) was obtained. The layers produced in this way

Słowa kluczowe

PL

niklowanie galwaniczne; chromowanie galwaniczne; borowanie; laserowa obróbka cieplna; mikrotwardość; odporność na zużycie przez tarcie

EN

galvanic nickel plating; chromium plating; boriding; laser heat treatment; microhardness; wear resistance

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 5
• Strony: 452--455
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Bartkowska, A.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska,

autor

Pertek, A.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska

autor

Popławski, M.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska

Bibliografia

• [1] Burakowski T., Wierzchoń T.: Inżynieria powierzchni metali. WNT, Warszawa (1995).
• [2] Przybyłowicz K.: Teoria i praktyka borowania stali. Wyd. Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce (2000).
• [3] Pertek A.: Kształtowanie struktury i właściwości warstw borków żelaza otrzymanych w procesie borowania gazowego. Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań (2001).
• [4] Sikorski K., Wierzchoń T., Bieliński P.: X-ray mikroanalysis and properties of multicomponent plasma-borided layers on steels. Journal of Materials Science 33 (1998) 811÷815.
• [5] Pertek A., Bartkowska A.: Warstwy borowane modyfikowane chromem, niklem oraz obróbką laserową. Inżynieria Materiałowa 176 (4) (2010) 1162÷1165.
• [6] Przybyłowicz K., Konieczny M., Depczyński W.: Borowanie w pastach z dodatkiem modyfikatorów: siarki, miedzi lub niklu. Inżynieria Materiałowa 3 (1999) 264÷266.
• [7] Balandin Yu. A.: Surface hardening of die steel by diffusion boronizing, borocopperizing and borochromizing in fluidized bed. Metal Science and Heat Treatment 47 (3) (2005) 103÷106.
• [8] Młynarczak A., Piasecki A.: Budowa i właściwości dyfuzyjnych warstw chromoborowanych wytwarzanych na stalach narzędziowych. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji 24 (2) (2004) 173÷184.
• [9] Pertek A., Kulka M.: Microstructure and properties of composite (B+C) diffusion layers on low-carbon steel. Journal of Materials Science 38 (2003) 269÷273.
• [10] Maragoudakis N. E., Stergioudis G., Omar H., Pavlidou E., Tsipas D. N., Boronitriding of steel US 37-1. Materials Letters 57 (2002) 949÷952.
• [11] Major B: Laserowa modyfikacja stali poprzez wprowadzenie węglików i borków. III Ogólnopolska Konferencja Obróbka Powierzchniowa, Częstochowa-Kule, materiały konferencyjne (1996) 263÷269.
• [12] Sen S., Sen U.: The effect of boronizing and borochromizing on tribological performance of AISI 52100 bearing steels. Industrial Labrication and Tribology 61 (3) (2009) 146÷153.
• [13] Yan P. X., Su Y. C.: Metal surface modification by B-C-nitriding in a twotemperature- stage process. Materials Chemistry and Physics 39 (1995) 304÷308.
• [14] Kusiński J.: Lasery w inżynierii materiałowej. Wydawnictwo „Akapit”, Kraków (2000).
• [15] Bartkowska A., Pertek A.: Wpływ powłoki niklu na efekty borowania dyfuzyjnego stali konstrukcyjnej C45. Inżynieria Powierzchni 2 (2009) 89÷92.
• [16] Bartkowska A., Pertek A.: Struktura i właściwości warstw borowanych modyfikowanych chromem oraz wiązką laserową. Materiały Seminarium Instytutu Mechaniki Precyzyjnej pt.: „Współczesne metody badania struktury i właściwości warstw wierzchnich metali”, Poznań, 30.05.2012, 75÷77.
• [17] Bartkowska A., Pertek A., Jankowiak M., Jóźwiak K., Klimek L.: Mikrostruktura, skład fazowy i mikrotwardość warstw boroniklowanych modyfikowanych wiązką laserową. Inżynieria Materiałowa 1 (185) (2012) 32÷36.
• [18] Napadłek W., Przetakiewicz W.: Struktura stali 40H hartowanej laserowo. Konferencja Naukowo-Techniczna „Nowe materiały – nowe technologie materiałowe w przemyśle okrętowym i maszynowym” (1998) 167÷176.