Laser surface alloying of plain carbon steel with chromium powder

• Autorzy: Woldan, A. , Kusiński, J. , Kąc, S.

Warianty tytułu

PL

Laserowe powierzchniowe wzbogacanie stali węglowej proszkiem chromu

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT'2004 : XVII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVII; 20-24.06.2004; Łódź, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper describes the structure, microstructure, microchemistry and properties (microhardness and wear resistance) of the surface layer of carbon plain steel, laser alloyed with chromium. Depending on the thickness of the chromium powder pre-deposited layer and the laser processing parameters (laser output power and scanning velocity), the obtained surface alloyed = layers varied in: Cr content, structure and microstructure, depth and width, as well as mechanical properties. Scanning and transmission electron microscopy examinations show that microstructure changes from dislocated lath martensite to the cellular, composed of martensite, austenite and M7C3 carbides at the cell-boundaries with increasing chromium content in the alloyed layer. Presence of such microstructure in the laser-alloyed zone may explain its high hardness and wear resistance.

PL

W artykule omówiono strukturę, mikrostrukturę, badanie składu chemicznego i własności (mikrotwardość i odporność na ścieranie) stali węglowej stopowanej laserowo chromem. W zależności od grubości nałożonego proszku chromu i parametrów procesu (mocy lasera, szybkości skanowania), otrzymano wzbogaconą warstwę wierzchnią o różnej: zawartości Cr, strukturze, mikrostrukturze, szerokości i grubości, jak również własnościach mechanicznych. Badania za pomocą skaningowego i transmisyjnego mikroskopu elektronowego ujawniają, że ze wzrostem zawartości Cr w stopowanej warstwie, jej mikrostruktura zmienia się z listwowego martenzytu dyslokacyjnego na komórkową, składającą się z martenzytu, austenitu i węglików M7C3 w granicach komórek. Obecność takiej mikrostruktury w strefie wzbogaconej laserowo może tłumaczyć jej wysoką twardość i odporność na ścieranie.

Słowa kluczowe

PL

stal węglowa; chrom; stopowanie laserowe; warstwa wierzchnia

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2004
• Tom: R. XXV, nr 3
• Strony: 689-692
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Woldan, A.

• AGH University of Science and Technology, Cracow

autor

Kusiński, J.

• AGH University of Science and Technology, Cracow

autor

Kąc, S.

• AGH University of Science and Technology, Cracow

Bibliografia

• [1] Renaud L., Chabaud B., Fouquet F., Mazille H., Crolet J. L.: "Laser surface alloying on a mild steel". Proceedings of the Second IFHT Seminar held in Lisbon, Portugal, September 25-27 1989.
• [2] Molian P. A., Wood W. E.: Rapid Solidification of Laser - Processed Chromium Steels, Materials Science Engineering, Vol. 62 (1984), p. 271.
• [3] Mazumder J., Journal of Metals, maj 1983, p. 18.
• [4] Li W. B., Esterling K. E., Ashby M. F., Acta Metallurgica, vol. 34, nr 8, 1986, p. 1533.
• [5] Dittrich T., Sieber L, Henrion W., Rauscher S., Wanderka N., Rappich J., Applied Physics A, vol. 63A, 1996, p. 467.
• [6] Damborenea J., Surface and Coatings Technology, vol. 100-101, 1998, p. 377.
• [7] Isshiki Y., Shi J., Nakai H., Hashimoto M., Applied Physics A, vol. 70A, 2000, p. 395.
• [8] Woldan A.: Praca doktorska, AGH, 2003.
• [9] Kusiński J., Woldan A., Kac S.: Modification of the steel surface layer for its better wear resistance by means of laser melting and alloying, Proceedings of SPIE, Laser Technology VII: Application of Lasers, vol. 5229, p. 155-161.
• [10] Ribkina-Fishman M., Zahavi J., Applied Surface Science, vol. 106, 1996, p. 263.