- Tytuł:
-
The analisys of the influence of cooling rate during laser alloying with silicon nitride on surface layer state of cast iron machine parts
Analiza wpływu prędkości chłodzenia podczas stopowania laserowego azotkiem krzemu na stan warstwy wierzchniej żeliwnych elementów maszyn - Autorzy:
- Paczkowska, M.
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/337361.pdf
- Data publikacji:
- 2015
- Wydawca:
- Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Maszyn Rolniczych
- Tematy:
-
laser alloying
silicon nitride
cast iron
surface layer
stopowanie laserowe
azotek krzemu
żeliwo
warstwa wierzchnia - Opis:
-
The aim of this was to evaluate influence of different heat treatment conditions on microstructure and hardness of surface layer of cast
iron elements. The molecular CO2 laser with 2600W output power and TEM01 mode was used to perform surface modification. An optical
and scanning microscopes, Auger electron spectroscope, X-ray diffractometer, EDS microanalyser and hardness Vickers tester were used
to assess the result of the surface modification. The research showed, that it is possible to modify the surface layer of cast iron by laser
alloying with silicon nitride. After laser alloying it is possible to achieve the alloyed zone (containing nitrogen and silicon) with uniform,
fine, dendritic microstructure similar to the hardened white cast iron. Microstructure of alloyed zone as well as its size depended on laser
heat treatment parameters. In case of alloyed zones formed with higher laser power density and its smaller interaction time (which generate
higher cooling rates) it was noted higher amount of undiluted graphite and new-formed phases like Fe1,94C0,055, FeN0,032, FeN0,076,
FeSi, Fe2Si. In case of alloyed zone formed with higher cooling rate alloyed zone microstructure was finer and more homogenous. The
average hardness of alloyed zone with silicon nitride was 5-times higher than matrix of the bulk material.
Improved hardness of surface layer of cast iron by laser alloying with silicon nitride should favor better wear resistance of machine part
cast iron treated in this way.
Celem badań była ocena wpływu różnych warunków laserowej obróbki cieplnej na mikrostrukturę i twardość warstwy wierzchniej elementów żeliwnych. Do modyfikacji powierzchniowej wykorzystano laser molekularny CO2 o pracy ciągłej firmy Trumpf, o maksymalnej mocy 2600W i modzie TEM01. Oceny przeprowadzonej modyfikacji dokonano za pomocą mikroskopu optycznego, skaningowego, spektroskopu elektronów Auger, mikroanalizy rentgenowskie oraz dyfrakcji rentgenowskiej, a także mikrotwardościomierza metodą Vickersa. Badania wykazały, że istnieje możliwość modyfikacji warstwy wierzchniej żeliwa za pomocą stopowania laserowego żeliw azotkiem krzemu. Po stopowaniu laserowym można uzyskać strefę stopowaną (zwierającą azot i krzem) o jednorodnej, drobnej, dendrytycznej mikrostrukturze, o charakterze zbliżonym do zahartowanego żeliwa białego. Mikrostruktura strefy stopowanej, jak i jej rozmiar zależały od zastosowanych parametrów laserowej obróbki cieplnej. W strefach powstałych z zastosowaniem większej gęstości mocy i krótszego czasu oddziaływania, generujących większą prędkość chłodzenia na materiał odnotowano większą zawartość nie rozpuszczonego grafitu, a także większą zawartość nowopowstałych faz jak: Fe1,94C0,055, FeN0,032, FeN0,076, FeSi, Fe2Si. W przypadku stref uzyskanych z większą prędkością chłodzenia odnotowano większe rozdrobnienie i ujednorodnienie mikrostruktury. Średnia twardość stref stopowanych azotkiem krzemu była około 5-krotnie większa od twardości osnowy rdzenia. Zwiększenie twardości warstwy wierzchniej żeliw przez stopowanie laserowe azotkiem krzemu powinno sprzyjać zwiększeniu odporności na zużywanie obrobionych w ten sposób żeliwnych części maszyn. - Źródło:
-
Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering; 2015, 60, 1; 74-79
1642-686X
2719-423X - Pojawia się w:
- Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł