Wyniki 1-7 spośród 7 dla zapytania: authorDesc:"Aleksandra Pertek -Owsianna"

Hartowanie i borowanie laserowe stali konstrukcyjnej C45

Czytaj za darmo! »

Wiele różnych części maszyn i urządzeń wymaga zastosowania materiałów o zwiększonej trwałości warstwy wierzchniej. Dlatego producenci poszukują twardych i wytrzymałych stali, które wydłużą okres eksploatacyjny, co zredukuje koszty naprawy zużywanych części. Na rynku znajduje się wiele nowoczesnych stali, takie jak Hardox, stale z borem, które charakteryzują się zwiększoną odpornością na zużycie przez tarcie [1÷4]. Stale te są dość drogie, dlatego w wielu przypadkach, gdy nie jest wymagana odporność na obciążenia udarowe materiału, można zastosować obróbkę powierzchniową popularnych stali konstrukcyjnych [4÷14]. W ostatnich latach w celu kształtowania właściwości warstwy wierzchniej tradycyjna obróbka cieplna i cieplno-chemiczna jest zastępowana przez obróbkę laserową. W obróbce tej ważnymi parametrami są: gęstość mocy wiązki laserowej, prędkość skanowania wiązką względem obrabianej powierzchni, a także sposób wzajemnego usytuowania ścieżek laserowych. Nowoczesnym rozwiązaniem technologicznym jest laserowa obróbka cieplna [7÷14], dzięki której można obrobić dowolną powierzchnię wyrobu, aby uzyskać pożądane właściwości. Jedną z proponowanych obróbek cieplno-chemicznych może być borowanie dyfuzyjne, które zwiększa trwałość obrabianych części i narzędzi [6, 7]. W pracy przedstawiono laserowę modyfikację powierzchni obejmującą hartowanie laserowe i borowanie laserowe stali C45. Badaniu wpływu parametrów obróbki laserowej poddano w pracy stal C45, którą wybrano jako przedstawiciela stali konstrukcyjnej niestopowej. Zastosowana obróbka pozwala na zwiększenie twardości powierzchni stali przy zachowaniu plastycznego rdzenia. METODYKA BADAŃ Badania przeprowadzono na próbkach ze stali C45 o składzie chemicznym przedstawionym w tabeli 1. Próbki miały kształt pierścienia o wymiarach: D = 20 mm, d = 12 mm, h = 12 mm. Hartowanie i borowanie laserowe przeprowadzono za pomocą lasera technologicznego CO2 firmy TRUMPH typu TLF 2600 Turbo o m[...]

Odporność korozyjna stali C45 po borowaniu dyfuzyjnym i laserowym DOI:10.15199/28.2015.2.6


  Zbadano wpływ procesu borowania dyfuzyjnego i laserowego na odporność korozyjną stali C45. Borowanie dyfuzyjne prowadzono w temperaturze 950°C przez 4 h. Proces borowania laserowego polegał na naniesieniu pasty z borem amorficznym na powierzchnię stali, a następnie przetopieniu jej wiązką światła lasera. Warstwy pasty z borem amorficznym miały grubość 40 μm i 80 μm. Laserowe borowanie wykonano za pomocą lasera technologicznego CO2 firmy TRUMPH typu TLF 2600 Turbo o mocy znamionowej 2,6 kW. Zastosowano stałe parametry laserowej obróbki cieplnej: gęstość mocy wiązki lasera q = 33,12 kW/cm2, prędkość skanowania wiązką lasera v = 2,88 m/min, średnica wiązki lasera d = 2 mm oraz odległość między ścieżkami f = 0,50 mm. Odporność korozyjną warstw borowanych badano w trzech ośrodkach: w 5% roztworze NaCl, w 5% roztworze HCl i w 5% roztworze NaOH. W wyniku borowania dyfuzyjnego warstwa miała iglastą mikrostrukturę borków żelaza o twardości 1600÷1800 HV0,1. Natomiast mikrostruktura warstwy borowanej laserowo była złożona ze strefy przetopionej, zawierającej eutektykę borkowo-martenzytyczną, strefy wpływu ciepła oraz rdzenia. Mikrotwardość warstwy borowanej laserowo była uzależniona od grubości warstwy pasty borującej i wynosiła w strefie przetopionej 1200÷1800 HV0,1. Badania odporności korozyjnej w roztworach NaCl i NaOH wykazały, że warstwy borowane laserowo są bardziej odporne niż warstwy borowane dyfuzyjnie. Słowa kluczowe: borowanie dyfuzyjne, borowanie laserowe; mikrostruktura, mikrotwardość, odporność korozyjna.1. WPROWADZENIE Korozja należy do zjawisk, których nie można całkowicie wyeliminować, ale można w pewien sposób ograniczyć przez stosowanie metod ochrony przeciwkorozyjnej [1, 2]. Uwzględnienie zagrożeń korozyjnych i metod ochrony przed korozją w znaczący sposób obniża koszty eksploatacji projektowanych konstrukcji. Jedną z metod badań korozyjnych jest metoda elektrochemiczna, która obejmuje pomiary wielkości elektrycznych. Na[...]

The influence of laser boronizing parameters on the mechanism of formation and properties of surface layers produced on iron alloys with various carbon content DOI:10.15199/28.2017.6.3


  1. INTRODUCTION Laser boronizing, which means alloying the substrate material with boron by means of a laser beam, is a technology which is being more and more commonly used in surface engineering thanks to developments in laser technology and the availability of lasers of newer and newer generation [1÷4]. Examples of research into the processes of alloying with various chemical elements, including boron with the use of laser beam can be found in Polish and foreign publications as early as at the end of 20th century [1, 5÷7] as well as in contemporary papers [8÷25]. Amorphous boron is used for laser alloying most frequently [5, 7, 11, 12, 24], but there are also, other compounds and phases, such as iron-boron, boron oxide, boron nitride, boron carbide or mixtures of these phases [6, 8÷10]. The alloying element can be introduced by means of paste which is applied beforehand or indirectly into material in the pool of the remelted substrate material. The equipment applied in the process is most commonly used in the technology of cutting, boring, welding, thus CO2 molecular lasers [6, 7, 11, 12, 19], but also diode ones [10] or YAG type [5]. Laser treatment is an effective method because in case of quick heating and cooling there is an increase in properties of the treated material thanks to fine-grained microstructure that is formed in the surface layer, with newly produced metastable phases (after boronizing it is phase Fe3B [16, 19]), their defects and large compressive stresses that emerge in the process [1, 2]. The structure and properties of boronized layers obtained by laser are comparable to those achieved after conventional diffusive boronizing [3, 4, 14, 15] or after the laser remelting of diffusive layers of iron borides [4, 25]. It is found that laser boronizing can be an alternative to diffusive processes because it produces surface layers with similar microhardness and frictional wear resistance [14, 17, 20, 22], wi[...]

Wpływ borowania dyfuzyjnego i laserowego na mikrostrukturę i wybrane właściwości stali Hardox 450

Czytaj za darmo! »

Duży postęp w technologii maszyn i narzędzi pracujących w trudnych warunkach stawia coraz większe wymagania materiałom stosowanym do ich konstrukcji. Do urządzeń takich zalicza się m.in. maszyny do obróbki gleby, górnicze, do przetwórstwa tworzyw sztucznych, odlewnicze. Od stali w czasie eksploatacji coraz częściej wymaga się dużych właściwości wytrzymałościowych połączonych z odpornością na zużycie przez tarcie, przy zachowaniu dobrej udarności, odporności na korozję [1÷5]. Od stali takich oczekuje się również dobrej spawalności. Stale o podwyższonych właściwościach zaczęto uzyskiwać przez dodatek boru oraz obróbkę cieplną prowadzącą do uzyskania materiału o strukturze odpuszczonego martenzytu. Przykładem stali uzyskanej w takiej technologii jest szwedzka stal Hardox [1÷4]. Stal Hardox ma dobre właściwości wytrzymałościowe i większą odporność na ścieranie niż inne stale konstrukcyjne [2, 3]. Bardzo dobra spawalność stali Hardox pozwala uznać ją jako przydatną w procesach laserowej obróbki cieplnej. Jedną ze znanych metod podwyższających trwałość części maszyn jest borowanie dyfuzyjne [5÷9]. Borowanie przeprowadza się głównie metodami: gazową [5], jarzeniową [6, 7], proszkową [8]. Powstałe warstwy borowane mają charakterystyczną iglastą strukturę złożoną z borków żelaza FeB i Fe2B. Wytworzone warstwy borowane mają szereg zalet, do których można zaliczyć dużą twardość dochodzącą do 2000 HV, odporność na zużycie przez tarcie i na korozję. Natomiast do ich wad można zaliczyć kruchość w strefie przypowierzchniowej w zakresie występowania borku żelaza FeB, która może przejawiać się odpryskiwaniem warstwy od podłoża, jak również duży gradient twardości między warstwą a podłożem [5, 6, 8]. W celu zmniejszenia negatywnych cech warstw borowanych stosuje się wytworzenie warstw jednofazowych zawierających tylko borek żelaza Fe2B [5], kompleksowych warstw borowanych powstałych w wyniku połączenia dwóch procesów, np. borowania z nawęgla[...]

Obróbka cieplna objętościowa i powierzchniowa stali z mikrododatkiem boru


  W przemyśle rolniczym uprawa gleby pochłania największą ilość wysokogatunkowej stali w wyniku awaryjnego i naturalnego zużycia narzędzi roboczych. Zużycie stali jest także dużym problemem maszyn roboczych przeznaczonych do robót drogowych czy górniczych, zwłaszcza w kopalniach odkrywkowych, gdzie elementy niektórych podzespołów głównie łyżek, świdrów wiertnic itp. mają bezpośredni kontakt z gruntem [1÷5]. Powszechnie stosowaną stalą na narzędzia rolnicze pracujące w glebie jest stal z dodatkiem boru [6]. Ze względu na dużą zawartość boru równomiernie rozmieszczonego w stali materiał charakteryzuje się lepszą hartownością, dużą odpornością na zużycie cierne i nacisk powierzchniowy oraz należy do materiałów łatwo formowalnych. Oprócz zastosowania stali o dobrych właściwościach mechanicznych można również podwyższyć jakość wyrobu przez jego obróbkę powierzchniową. Pozwoli to zachować rodzime właściwości materiału dla rdzenia narzędzia oraz wymagane właściwości wyłącznie dla powierzchni narażonej na zużycie. Od kilkudziesięciu lat nastąpił bardzo szybki rozwój technologii związanych z wykorzystaniem obróbki laserem do kształtowania właściwości warstwy wierzchniej [7÷26]. Laserowa obróbka cieplna to zabieg cieplny zachodzący w bardzo krótkim czasie, podczas którego wykorzystuje się wiązkę promieniowania laserowego, jako źródło energii potrzebnej do nagrzania warstwy wierzchniej materiału w celu polepszenia trwałości eksploatacyjnej elementu. Wiązka promieniowania laserowego nagrzewa warstwę wierzchnią materiału w celu zmiany jej mikrostruktury dla uzyskania odpowiednich właściwości mechanicznych, fizycznych czy też chemicznych, polepszających trwałość eksploatacyjną obrabianego elementu. Charakter powstającej mikrostruktury struktur jest zbliżony do tych po procesach spawalniczym i odlewniczym [7, 8, 10÷12]. Laserowa obróbka cieplna umożliwia wprowadzenie w warstwę wierzchnią pierwiastków stopowych, m.in. boru. Zastosowanie boro[...]

Analiza mikrostruktury i właściwości warstw wierzchnich otrzymanych w wyniku borowania dyfuzyjnego i laserowego stali z mikrododatkiem boru DOI:10.15199/28.2015.5.11


  W pracy przedstawiono wpływ borowania dyfuzyjnego i laserowego na wybrane właściwości stali Hardox 450 i borowej B27. Proces borowania dyfuzyjnego przeprowadzono w temperaturze 950°C przez 4 h metodą gazowo-kontaktową w proszku zawierającym bor amorficzny. Laserowe borowanie polegało na nałożeniu pasty z borem amorficznym i przetopieniu ją wiązką lasera. Laserową obróbkę cieplną przeprowadzono za pomocą lasera CO2. Zastosowano następujące parametry wiązki laserowej: gęstość mocy q = 28,98 kW/cm2, prędkość skanowania v = 3,84 m/min, średnica wiązki d = 2 mm oraz odległość między ścieżkami f = 0,50 mm. Mikrostruktura po borowaniu dyfuzyjnym w obu stalach składała się z iglastych borków żelaza FeB i Fe2B o mikrotwardości ok. 1800 HV0,1. W wyniku laserowego borowania otrzymano mikrostrukturę złożoną z trzech stref: eutektyki borkowo-martenzytycznej w strefie przetopionej, zawierającej borki żelaza Fe3B i Fe2B, martenzytycznej strefy wpływu ciepła i rdzenia. W wyniku laserowego borowania otrzymano łagodny gradient mikrotwardości między warstwą a rdzeniem, dzięki obecności strefy wpływu ciepła. Mikrotwardość w strefie przetopionej wynosiła ok. 1600÷1100 HV0,1. Stwierdzono, że warstwy borowane laserowo na obu stalach charakteryzowały się większą odpornością na zużycie przez tarcie, dobrą kohezją oraz lepszą odpornością na kruche pękanie niż warstwy borowane dyfuzyjnie. Stal Hardox 450 ze względu na swój skład chemiczny i stan wyjściowy podłoża ma korzystniejsze właściwości od stali borowej B27. Słowa kluczowe: borowanie dyfuzyjne, borowanie laserowe, mikrotwardość, odporność na kruche pękanie, kohezja, odporność na zużycie przez tarcie.1. WPROWADZENIE Borowanie jest jedną ze znanych metod zwiększania trwałości części maszyn i narzędzi, która znalazła praktyczne zastosowanie w różnych obszarach techniki, między innymi w wojsku, górnictwie, rolnictwie. Warstwy borowane można wytwarzać na różnych materiałach (stopy żelaza, jak i nieżelazne, np. tytan[...]

Zastosowanie boru i miedzi do laserowej modyfikacji powierzchni stali C45 DOI:10.15199/28.2015.5.16


  Zbadano wpływ miedzi na procesy borowania dyfuzyjnego i laserowego. Analizowano mikrostrukturę oraz wybrane właściwości stali konstrukcyjnej C45. Miedź nanoszono na stal przed procesami borowania w postaci powłoki galwanicznej. Proces borowania dyfuzyjnego przeprowadzono metodą gazowo- -kontaktową w proszku zawierającym bor amorficzny, w temperaturze 950°C przez 4 h. Natomiast proces borowania laserowego polegał na naniesieniu pasty z borem amorficznym, a następnie przetopieniu jej wiązką lasera. Laserową obróbkę cieplną wykonano za pomocą lasera technologicznego CO2 firmy TRUMPH typu TLF 2600 Turbo o mocy znamionowej 2,6 kW. Zastosowano następujące stałe parametry laserowej obróbki cieplnej: moc wiązki lasera P = 1,04 kW, prędkość skanowania wiązką lasera v = 2,88 m/min, średnica wiązki lasera d = 2 mm oraz odległość między ścieżkami f = 0,50 mm. Laserową obróbkę cieplną przeprowadzono dwoma metodami: 1) przetapiania laserowego warstwy galwaniczno-dyfuzyjnej, 2) stopowania laserowego, które polegało na przetopieniu powłoki galwanicznej z pastą borującą. W wyniku borowania dyfuzyjnego warstwa miała iglastą mikrostrukturę borków żelaza o twardości 1600÷1800 HV0,1, natomiast mikrostruktura warstwy borowanej laserowo była złożona ze strefy przetopionej zawierającej eutektykę borkowo-martenzytyczną, strefy wpływu ciepła oraz rdzenia o mikrotwardości w strefie przetopionej ok. 1400÷1600 HV0,1. Zastosowanie boru i miedzi oraz laserowej modyfikacji spowodowało uzyskanie warstw powierzchniowych o mikrotwardości rzędu 1200÷1800 HV0,1, które charakteryzowały się dobrą kohezją. Słowa kluczowe: borowanie, boromiedziowanie, obróbka galwaniczna, laserowe przetapianie laserowe stopowanie.1. WPROWADZENIE W celu zwiększenia trwałości części maszyn i narzędzi coraz częściej stosuje się technikę grzania z wykorzystaniem wiązki lasera [1÷9]. Za pomocą laserowej obróbki cieplnej można modyfikować dowolną powierzchnię materiałów o określonej wielkości [1]. Jedny[...]

 Strona 1