Analysis of gray iron microstructure influence on potential laser heat treatment effects

• Autorzy: Paczkowska, M.

Warianty tytułu

PL

Analiza wpływu mikrostruktury żeliwa szarego na potencjalne efekty laserowej obróbki cieplnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The research of gray iron surface layer creation by laser heat treatment are the issue of this article. The aim of this research was gray iron types analysis. The influence of their microstructure on surface layer character created by laser heat treatment was principally studied. The results of theoretical analysis allow to state that particular differences should appear between laser heat treatment effects in ferrite flake iron and ferrite-pearlite, pearlite and metastable nodular iron. So, in the surface layer of those nodular iron types higher temperature should be expected during laser treatment. As a consequence larger should be range of the changes created by laser heat treatment. Moreover, it was stated that influence on physical properties of graphite shape is much more important than type of cast iron matrix. The practical verification (laser heat treatment of chosen cast irons) confirmed theoretical results. Significant role of laser radiation absorbing layer in cast iron treatment was also showed.

PL

Artykuł dotyczy badań z zakresu konstytuowania warstw wierzchnich żeliw metodą laserowej obróbki cieplnej (LOC) w celu poprawy ich właściwości użytkowych. Analizowano mikrostrukturę różnych rodzajów żeliw szarych pod względem jej wpływu na budowę warstw wierzchnich uzyskiwanych metodą LOC. Analiza teoretyczna wykazała, że wyraźne różnice po laserowej obróbce cieplnej powinny się pojawić między żeliwem płatkowym o osnowie ferrytycznej a żeliwem sferoidalnym o osnowie ferrytyczno-perlitycznej, perlitycznej lub nierównowagowej. W warstwach wierzchnich żeliw sferoidalnych można się spodziewać wyższej temperatury podczas LOC, więc w konsekwencji większy powinien być zasięg zmian. Ponadto stwierdzono, że większy wpływ na właściwości fizyczne żeliw ma kształt grafitu niż rodzaj ich osnowy. Weryfikacja empiryczna, polegająca na przetapianiu i odpuszczaniu laserowym wybranych żeliw, potwierdziła wnioski wynikające z analizy teoretycznej. Wykazano również istotną rolę pokrycia absorbującego promieniowanie laserowe w przypadku badanych żeliw.

Słowa kluczowe

PL

laserowa obróbka cieplna; żeliwo szare

EN

grey cast iron; laser treatment

• Czasopismo: Archives of Mechanical Technology and Automation
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 32, no. 1
• Strony: 27-36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Paczkowska, M.

• Institute of Machines and Motor Vehicles of Poznan University of Technology

Bibliografia

• [1] Burakowski T., Wierzchoń T., Inżynieria powierzchni metali, Warszawa, WNT 1995.
• [2] Dobrzański L. A., Leksykon materiałoznawstwa, Verlag Dashofer, wersja 1,03, 2000.
• [3] Grum J., Šturm R., Microstructure Analysis of Nodular Iron 400-12 After Laser Surface Melt Hardening, Materials Characterization, 1996, 37, p. 81-88,
• [4] Guzik E., Dzik St., Możliwość kształtowania struktury i właściwości wysokojakościowego żeliwa wermikulamego, Inżynieria Materiałowa, 2006, 27, nr 3, p. 712-715.
• [5] Ignaszak Z., Ciesółka J., Specyficzne struktury w wielkogabarytowych odlewach z żeliwa sferoidalnego i ich identyfikacja, Inżynieria Materiałowa, 2006, 27, nr 3, p. 716-719.
• [6] Kawalec M., Barbacki A., Pertek-Owsianna A., Jankowiak M., Nowak I., Zastosowanie lasera technologicznego C02 do doskonalenia właściwości warstwy wierzchniej stali oraz wspomagania toczenia twardej ceramiki konstrukcyjnej Si3N4, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 2004, vol. 24, nr 2 spec., p. 139-157.
• [7] Krupa K., Analiza celowości stosowania obróbki laserowej dla zwiększenia odporności na zużywanie pierścieni tłokowych, praca magisterska, Politechnika Poznańska 1998.
• [8] Kusiński J., Metalurgiczne podstawy kształtowania struktury i własności warstwy wierzchniej materiałów podczas obróbki laserowej, w: V Sympozjum Techniki Laserowej, Szczecin - Świnoujście 1996, p. 275-287.
• [9] Martynek P., Kusiński J., Suliga I., Siwek A., Zmiany struktury i odporności na ścieranie żeliwa sferoidalnego po obróbce laserowej, w: III Ogólnopolska Konferencja „Obróbka powierzchniowa”, Częstochowa-Kule 1996.
• [10] Nakonieczny A., Powierzchniowe obróbki cieplne wyrobów metalowych. Stan techniki i rynek. Referat wprowadzający na seminarium w ramach Targów Inżynierii Powierzchni, Gdańsk 18.02.1998.
• [11] Paczkowska M., Możliwości modyfikacji struktury i własności warstwy powierzchniowej elementów maszyn przez borowanie laserowe, Inżynieria Materiałowa, 2008, nr 6, p. 585-590.
• [12] Paczkowska M., Wpływ parametrów obróbki laserowej na budowę warstwy powierzchniowej żeliwa sferoidalnego, Inżynieria Materiałowa, 2009, nr 6, p. 505-508.
• [13] Paczkowska M., Ratuszek W., Waligóra W., Microstructure of laser boronized nodular iron, Surface & Coatings Technology, 2010, 205, p. 2542-2545.
• [14] Diagnostyka pojazdów samochodowych - budowa, eksploatacja, naprawa, red. A. Tabor, Kraków, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej 2006.