LASER TREATMENT WITH PREHEATING OF CAST IRON ELEMENTS



Podobne dokumenty
POWŁOKI ELEKTROISKROWE WC-CO MODYFIKOWANE WIĄZKĄ LASEROWĄ. 88 Powłoki elektroiskrowe WC-Co modyfikowane wiązką laserową. Wstęp

KOMPLEKSOWE POMIARY FREZÓW OBWIEDNIOWYCH

ODPORNOŚĆ NA ZUŻYCIE STOPOWYCH KOMPOZYTÓW POWIERZCHNIOWYCH

NAPRĘŻENIA HOT SPOT STRESS W POŁĄCZENIACH SPAWANYCH KONSTRUKCJI STALOWYCH

Zastosowanie multimetrów cyfrowych do pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych

KSZTAŁTOWANIE ŁUKOWO-KOŁOWEJ LINII ZĘBÓW W UZĘBIENIU CZOŁOWYM NA FREZARCE CNC

Realizacje zmiennych są niezależne, co sprawia, że ciąg jest ciągiem niezależnych zmiennych losowych,

Układ elektrohydrauliczny do badania siłowników teleskopowych i tłokowych

Grażyna Nowicka, Waldemar Nowicki BADANIE RÓWNOWAG KWASOWO-ZASADOWYCH W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW AMFOTERYCZNYCH

CHEMIA MIĘDZY NAMI U S Z C Z E L K I P R O F I L E

BADANIE ZALEŻNOŚCI PRZENIKALNOŚCI MAGNETYCZNEJ

2. Tensometria mechaniczna

Narożnik MIRAGE Mini. Wygląd mebla. Okucia i poduszki. Instrukcja montażu. Poduszka oparciowa 3szt. Poduszka ozdobna 2szt. ver.3/07.

Uszczelnienie przepływowe w maszyn przepływowych oraz sposób diagnozowania uszczelnienia przepływowego zwłaszcza w maszyn przepływowych

Integralność konstrukcji

WPŁYW WILGOTNOŚCI NA SZTYWNOŚCIOWE TŁUMIENIE DRGAŃ KONSTRUKCJI DREWNIANYCH

PROTOTYPOWA LINIA DO ELASTYCZNEGO MONTAŻU DOKUMENTÓW Z ZABEZPIECZENIEM ELEKTRONICZNYM

Algorytmy graficzne. Filtry wektorowe. Filtracja obrazów kolorowych

WENTYLACJA PRZESTRZENI POTENCJALNIE ZAGROŻONYCH WYBUCHEM MIESZANIN GAZOWYCH

MATeMAtyka 3 inf. Przedmiotowy system oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych. Zakres podstawowy i rozszerzony. Dorota Ponczek, Karolina Wej

WYZNACZANIE OGNISKOWEJ SOCZEWEK CIENKICH ZA POMOCĄ ŁAWY OPTYCZNEJ

Przedmiotowy system oceniania z matematyki wraz z określeniem wymagań edukacyjnych (zakres podstawowy) Klasa II TAK

WSTĘP CHARAKTERYSTYKA WZORNICTWA

Odbudowa estetyczna materiałem DiaFil. Przypadki kliniczne

Algebra Boola i podstawy systemów liczbowych. Ćwiczenia z Teorii Układów Logicznych, dr inż. Ernest Jamro. 1. System dwójkowy reprezentacja binarna

Normy PN-EN 288 (już wycofane) i ich zmodyfikowane

PODSTAWY BAZ DANYCH Wykład 3 2. Pojęcie Relacyjnej Bazy Danych

Przedmiotowy system oceniania z matematyki wraz z określeniem wymagań edukacyjnych (zakres podstawowy) Klasa II LO

2. FUNKCJE WYMIERNE Poziom (K) lub (P)

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI W KLASIE IIc ZAKRES PODSTAWOWY I ROZSZERZONY

Wektor kolumnowy m wymiarowy macierz prostokątna o wymiarze n=1 Wektor wierszowy n wymiarowy macierz prostokątna o wymiarze m=1

ZASTOSOWANIE RÓWNANIA NASGRO DO OPISU KRZYWYCH PROPAGACYJI PĘKNIĘĆ ZMĘCZENIOWYCH

Wymagania edukacyjne matematyka klasa 2 zakres podstawowy 1. SUMY ALGEBRAICZNE

2. Funktory TTL cz.2

Wprowadzenie: Do czego służą wektory?

symbol dodatkowy element graficzny kolorystyka typografia

ROLE OF CUSTOMER IN BALANCED DEVELOPMENT OF COMPANY

Aparatura sterująca i sygnalizacyjna Czujniki indukcyjne zbliżeniowe LSI

Propozycja przedmiotowego systemu oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych (zakres podstawowy)

ĆWICZENIE ANALIZA SITOWA I PODSTAWY OCENY GRANULOMETRYCZNEJ SUROWCÓW I PRODUKTÓW

KRYTERIA OCENIANIA TECHNOLOGIA NAPRAW ZESPOŁÓW I PODZESPOŁÓW MECHANICZNYCH POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH KLASA I TPS

PORÓWNANIE WYBRANYCH RÓWNAŃ KONSTYTUTYWNYCH STOPÓW Z PAMIĘCIĄ KSZTAŁTU

Wykład 6 Dyfrakcja Fresnela i Fraunhofera

Fizyka. Kurs przygotowawczy. na studia inżynierskie. mgr Kamila Haule

Matematyka finansowa r. Komisja Egzaminacyjna dla Aktuariuszy. LXVI Egzamin dla Aktuariuszy z 10 marca 2014 r. Część I

Komisja Egzaminacyjna dla Aktuariuszy LII Egzamin dla Aktuariuszy z 15 marca 2010 r. Część I Matematyka finansowa

WEKTORY skalary wektory W ogólnym przypadku, aby określić wektor, należy znać:

CHARAKTERYSTYKA TEKSTURY WYBRANYCH MIKSÓW TŁUSZCZOWYCH. Ewa Jakubczyk, Ewa Gondek, Karolina Samborska

Numer yczne wyznaczanie wytr zymałości opakowań z tektury falistej

Modelowanie 3 D na podstawie fotografii amatorskich

pobrano z

ZESZYTY NAUKOWE UNIWERSYTETU SZCZECIŃSKIEGO NR 424 PRACE INSTYTUTU KULTURY FIZYCZNEJ NR

DZIAŁ 2. Figury geometryczne

Ćwiczenie 42 Wyznaczanie ogniskowych soczewek

Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu : Napędy Hydrauliczne i Pneumatyczne

EGZAMIN MATURALNY OD ROKU SZKOLNEGO 2014/2015 MATEMATYKA POZIOM ROZSZERZONY ROZWIĄZANIA ZADAŃ I SCHEMATY PUNKTOWANIA (A1, A2, A3, A4, A6, A7)

Materiały szkoleniowe DRGANIA MECHANICZNE ZAGROŻENIA I PROFILAKTYKA. Serwis internetowy BEZPIECZNIEJ CIOP-PIB

Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu: Ogrzewnictwo, wentylacja i klimatyzacja II. Klimatyzacja

Równania i nierówności kwadratowe z jedną niewiadomą

Laura Opalska. Klasa 1. Gimnazjum nr 1 z Oddziałami Integracyjnym i Sportowymi im. Bł. Salomei w Skale

Lista 4 Deterministyczne i niedeterministyczne automaty

f(x)dx (1.7) b f(x)dx = F (x) = F (b) F (a) (1.2)

MODELOWANIE CHARAKTERYSTYK RDZENI FERROMAGNETYCZNYCH

Autor: Zbigniew Tuzimek Opracowanie wersji elektronicznej: Tomasz Wdowiak

ODŻELAZIACZE i ODMANGANIACZE AUTOMATYCZNE

Algebra macierzowa. Akademia Morska w Gdyni Katedra Automatyki Okrętowej Teoria sterowania. Mirosław Tomera 1. ELEMENTARNA TEORIA MACIERZOWA

Rekuperator to urządzenie

smoleńska jako nierozwiązywalny konflikt?

WEKTORY skalary wektory W ogólnym przypadku, aby określić wektor, należy znać:

PROJEKTY GOTOWE DŹWIGARÓW DACHOWYCH

Badania struktury i charakterystyki przepływu płaskiej strugi wodnej i wodno-ściernej

RESULTS OF THE TEST OF LASER BORONIZING OF MACHINE ELEMENTS MADE OF GRAY CAST IRON. BADANIA EFEKTÓW BOROWANIA LASEROWEGO ELEMENTÓW Z śeliwa SZAREGO

Ochrona przed przepięciami w sieciach ISDN

STYLE. TWORZENIE SPISÓW TREŚCI

System identyfikacji Doradców Podatkowych

Ćwiczenie nr 2-SCO. Warstwa połowiąca WP. Ćwiczenie nr 2. 1 Cel ćwiczenia

usuwa niewymierność z mianownika wyrażenia typu

LISTA02: Projektowanie układów drugiego rzędu Przygotowanie: 1. Jakie własności ma równanie 2-ego rzędu & x &+ bx&

2. PODSTAWY STATYKI NA PŁASZCZYŹNIE

SPLYDRO pompa ciepła powietrze / woda typu split

Opis i analiza metod pomiaru prędkości kątowej. Prądnice tachometryczne.

Kotary grodzące, siatki ochronne Kotary wewnętrzne

Od lewej: piramida Chefrena, Wielki Sfinks, piramida Cheopsa.

Kodowanie liczb. Kodowanie stałopozycyjne liczb całkowitych. Niech liczba całkowita a ma w systemie dwójkowym postać: Kod prosty

Prosta metoda sprawdzania fundamentów ze względu na przebicie

ZASTOSOWANIE ANALIZY CZASOWO-CZĘSTOTLIWOŚCIOWEJ W DIAGNOZOWANIU LOKALNYCH USZKODZEŃ PRZEKŁADNI ZĘBATYCH

załącznik nr 3 do uchwały nr V Rady Miejskiej w Andrychowie z dnia 24 lutego 2011 r.

10.3. Przekładnie pasowe

Charakterystyka składu strukturalno-grupowego olejów napędowych i średnich frakcji naftowych z zastosowaniem GC/MS

Anna Malarska. statystyczna analiza danych. wspomagana programem SPSS

Projektowanie żelbetowych kominów przemysłowych wieloprzewodowych

Wykład 2. Pojęcie całki niewłaściwej do rachunku prawdopodobieństwa

Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny z matematyki w klasie II poziom rozszerzony

CAŁKOWANIE NUMERYCZNE

MXZ INVERTER SERIA. Jedna jednostka zewnętrzna może obsługiwać do 8 pomieszczeń. Ograniczenie poboru prądu. Efektywność energetyczna: klasa A

CAŁKOWANIE NUMERYCZNE

Metodologia szacowania wartości docelowych dla wskaźników wybranych do realizacji w zakresie EFS w Regionalnym Programie Operacyjnym Województwa

WYZNACZNIKI. . Gdybyśmy rozważali układ dwóch równań liniowych, powiedzmy: Takie układy w matematyce nazywa się macierzami. Przyjmijmy definicję:

O RELACJACH MIĘDZY GRUPĄ OBROTÓW, A GRUPĄ PERMUTACJI

PROJEKT BUDOWLANY SPIS TREŚCI I. INSTALACJA WENTYLACJI MECHANICZNEJ NAWIEWNO-WYWIEWNEJ

Transkrypt:

Grzegorz KINAL Politechnik Poznńsk, Instytut Mszyn Rooczych i Pojzdów Smochodowych ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznń (Polnd) e-mil: office_wmmv@put.poznn.pl LASER TREATMENT WITH PREHEATING OF CAST IRON ELEMENTS S u m m r y The rticle presents n exemplry ppliction of ductile cst iron s well s reports the results of study of surfce lser tretment (hrdening with melting nd oronizing) conducted on ductile cst iron. The study demonstrtes tht defects re possile to emerge nd develops method to void them in the lser treted surfce structure. Finlly, the rticle discusses the results of the study which llow to hrden ductile cst iron surfce lyer so tht melting is voided. OBRÓBKA LASEROWA ELEMENTÓW ŻELIWNYCH Z WSTĘPNYM PODGRZANIEM S t r e s z c z e n i e W pulikcji przedstwiono przykłdowe zstosowni żeliw sferoidlnego orz pokzno wyniki dń powierzchniowej oróki lserowej (hrtowni z przetopieniem i orowni) przeprowdzonej n tego rodzju żeliwie. Bdni pokzły możliwość powstwni pęknięć orz sposó ich uniknięci w strukturze wrstwy powierzchniowej, tworzonej w wyniku oróki lserowej. Zeprezentowno również wyniki dń pozwljące n utwrdznie wrstwy powierzchniowej żeliw sferoidlnego ez jego przetpini. 1. Wprowdzenie Mteriłem konstrukcyjnym szeroko stosownym w różnych głęzich przemysłu i chrkteryzującym się między innymi łtwością ksztłtowni skomplikownych elementów orz niskim kosztem wytwrzni jest żeliwo. Nleży zwrócić uwgę n fkt, iż umiejętność wytwrzni różnych rodzjów żeliw potrfiących sprostć corz wyższym wymgniom wytrzymłościowym, w połączeniu z jego innymi zletmi, pozwoliło zncznie zliżyć ten mterił, pod względem włsności mechnicznych, do stli. Corz więcej uwgi we współczesnej literturze poświęc się dużemu postępowi w rozwoju zupełnie nowego żeliw sferoidlnego i wermikulrnego. Żeliw te poddne hrtowniu z przeminą izotermiczną nzywne są odpowiednio żeliwmi ADI (skrót z ng. Austempered Ductile Iron) i AVCI (skrót z ng. Austempered Vermiculr Cst Iron) [1]. Zwykłe żeliwo sferoidlne, jk i żeliwo ADI ciągle znjduje corz szersze zstosownie w udowie mszyn rolniczych, mszyn rooczych, kolejnictwie, przemyśle zrojeniowym czy udowie pojzdów smochodowych. Przykłdowe zstosowni żeliw sferoidlnego w tym tkże żeliw ADI przedstwiją się nstępująco. Njczęściej spotykne zstosowni w rolnictwie to elementy mechnizmu wiążącego wiązłek, mszyn żniwnych i kosirek, elementy urządzeń do wysiewni nwozów, lemiesze pługów, hki do holowni, pisty kół, wły kierownicze czy drążki sterownicze. Przemysł udowy mszyn wykorzystuje ten mterił konstrukcyjny miedzy innymi do produkcji zęów koprek, kół łńcuchowych, łoptek sortowników, kruszrek do nwierzchni drogowej, ogniw gąsienic, prowdnic i włków, kół zętych, czy różnych oudów. Biorąc pod uwgę dość dużą wytrzymłość i plstyczność w połączeniu z dorymi wynikmi ngłego ociążni części w wrunkch trci suchego, n ęny i trcze hmulcowe njlepiej stosowć żeliwo sferoidlne o strukturze ferrytycznej. Okzuje się tkże, iż iorąc pod uwgę odporność n cykliczne zminy tempertury jest to mterił lepszy od żeliw szrego z grfitem płtkowym [1, 2, 10, 11]. Jeszcze mło populrne w Polsce żeliwo wemikulrne znjduje zstosownie w motoryzcji do produkcji między innymi łączników przewodów olejowych, dźwigni hmulców, kół psowych npędu wspomgni mechnizmu kierowniczego, oudów skrzyni iegów, oudów mechnizmu różnicowego, kół zmchowych, le tkże trcz i ęnów hmulcowych [7, 11]. W wielu przypdkch elementów prcujących w konkretnych węzłch trciowych ksztłtownie ich włsności w procesie odlewni nie wystrcz i dltego z pomocą przychodzą konwencjonlne sposoy ksztłtowni wrstw powierzchniowych (dyfuzyjne wzogcnie różnymi pierwistkmi czy hrtownie powierzchniowe lu ojętościowe). Pozwl to n uzysknie ciągliwego rdzeni w dnym elemencie przy przykłdowo kilkukrotnie twrdszej wrstwie o określonych włsnościch i gruości eksplotcyjnie uzsdnionej [8]. Konwencjonlne sposoy ksztłtowni wrstw powierzchniowych są corz częściej wspierne lu wypierne przez nowo tworzone technologie ksztłtowni tkich wrstw. Przykłdem tkich prc są próy ksztłtowni lserowego wrstw powierzchniowych n różnych mteriłch w tym tkże n żeliwie. Orók lserow jest jedną z nowocześniejszych technologii z dziedziny inżynierii powierzchni, o której mówi się, iż pozwl oszczędzć czs i zmniejszć koszt. Wżniejsze zstosowni lserowej oprócz oróki powierzchniowej to: grwerownie, drążenie, cięcie, spwnie, orz ksztłtownie. W spekcie powierzchniowej oróki elementów z różnych mteriłów, orók lserow dje możliwość oniżeni kosztów wyprodukowni elementu, tkże przez rk konieczności dodwni w cłej ojętości mteriłu dużej ilości drogich pierwistków stopowych. Wykonywnie cłych elementów z tkich drogich stopów podnosi rdzo koszty produkcji i tym smym powoduje zmniejszenie konkurencyjności wyrou. Skutecznym G. Kinl Journl of Reserch nd Appliction in Agriculture Engineering 2009, Vol. 54(2) 63

rozwiązniem jest lserow modyfikcj włsności wrstwy powierzchniowej elementu przez zminę mikrostruktury orz gdy zchodzi konieczność tkże skłdu chemicznego, le tylko pewnej wrstwy [5]. Nieliczne dni nd lserową oróką żeliw ukzują pozytywne efekty tkich prc. Autorzy zwrcją uwgę n kilkukrotny wzrost twrdości, uzysknie odporności n korozję czy w końcu poprwę odporności n zużycie ścierne wrstwy powierzchniowej żeliw sferoidlnego [3, 6, 9, 12]. Ksztłtownie wrstwy powierzchniowej n elementch żeliwnych wydje się stosunkowo mło zdne i powoduje jednk tkże wiele trudności, n co wskzują między innymi dni włsne [3] i pulikcje innych utorów [4, 9]. W związku z powyższym sensownym wydje się, więc podjęcie prc dotyczących tej prolemtyki. Celem dń ył ocen możliwości wykorzystni lser do modyfikcji wrstwy powierzchniowej żeliw poprzez hrtownie i orownie lserowe. chłodzono w otoczeniu (tempertur otoczeni około 26 C). Orókę lserową przeprowdzono wykorzystują w tym celu lser molekulrny CO 2 TRUMPF TLF 2600t (moc mksymln lser 2600 W, rozkłd gęstości mocy TEM 01 ). Zstosowne prmetry oróki lserowej z i ez podgrzni elementów żeliwnych przedstwiono w teli 2. Urządzenie lserowe wykorzystywne w dnich znjduje się w Lortorium Technik Lserowych Zkłdu Oróki Skrwniem Politechniki Poznńskiej. Podgrzewnie Piec elektryczny T piec = 350 [ C] Orók lserow Miernik cyfrowy z termoelementem Głowic lser Efekt oróki lserowej 2. Metodyk dń Przeprowdzone dni wykonno wykorzystując żeliwo sferoidlne o osnowie ferytyczno-perlitycznej, którego skłd chemiczny przedstwiono w teli 1. T. 1. Skłd chemiczny dnego żeliw sferoidlnego Tle 1. Ductile cst iron chemicl composition Skłd chemiczny [%] C Si Mn P S Cr Cu Mg 3,83 2,76 0,37 0,056 0,013 0,05 0,436 0,062 Żeliwo wykorzystywne w dnich otrzymno dzięki współprcy, jką podjęto z Odlewnią Żeliw ŚREM S.A. Z otrzymnego mteriłu wykonno prostopdłościenne próki, których powierzchnie przeszlifowno n szlifierce do płszczyzn. Plnując dni postnowiono orókę lserową przeprowdzić ez orz z wstępnym podgrzniem próek (elementów) przed tką oróką. Przeprowdzono orókę lserową poprzez hrtownie i stopownie orem (orownie). W tym celu n powierzchni próek orownych lserowo wytworzono pokrycie zwierjące morficzny or (miesznin morficznego oru i szkł wodnego). Gruość nkłdnych pokryć wyniosł około 40 µm. N próki przeznczone do hrtowni ez podgrzni nłożono pokrycie sorpcyjne (miesznin szkł wodnego i gwszu) ntomist dl próek hrtownych z podgrzniem wstępnym przed oróką nie stosowno pokryci sorpcyjnego (prmetry według wrintu 3 i 4 t. 2). W czsie oróki lserowej z podgrzniem próek temperturę podgrzni ustlono n około 300 C. Sposó przeprowdzeni oróki lserowej zkłdjący podgrznie próek przedstwiono n rys. 1. Prostopdłościenne próki umieszczono w piecu elektrycznym i ngrzewno tk długo, ż w cłej ojętości osiągnęły temperturę około 350 C. Nstępnie próki pojedynczo wyjmowno z piec ukłdno n stole lser i gdy stwierdzono n powierzchni próki temperturę 300 C przeprowdzno orókę lserową. Pomir tempertury n powierzchni próki, ezpośrednio przed oróką lserową, wykonywno metodą stykową z pomocą miernik cyfrowego z termoprą. Po przeprowdzonej oróce lserowej próki Rys.1 Sposó przeprowdzeni oróki lserowej z wstępnym podgrzniem (około 300 C) żeliw sferoidlnego Fig. 1. A method of conducting lser tretment with preheting (out 300 C) of ductile cst iron T. 2. Zstosowne w dnich prmetry oróki lserowej Tle 2. Lser tretment conditions Nr wrin tu orók i Moc lser Prędkość względe m próki v [mm/s] Średni c lser d [mm] Czs ngrzewni Energi jednostko w P [W] τ n [s] 1 300 12 2 400 16 3 600 24 4 800 32 5 1000 40 Ej [J/mm 2 ] 6 1200 8 4 0,5 48 7 1400 56 8 1600 64 9 1800 72 10 2000 T próki = 300 [ C] T otoczeni =26 [ C] Oserwcje mikroskopowe struktury orz pomiry mikrotwrdości wykonno wykorzystując urządzeni Lortorium Wrstwy Wierzchniej Instytutu Mszyn Rooczych i Pojzdów Smochodowych Politechniki Poznńskiej. Bdni przeprowdzono n mikroskopie metlogrficznym typu Epiqunt i twrdościomierzu Zwick 3212. 3. Lserow orók powierzchniow żeliw sferoidlnego Przeprowdzone oserwcje mikroskopowe poprzecznych zgłdów metlogrficznych pozwoliły ujwnić udowę strefową tworzonej lserowo wrstwy 80 G. Kinl Journl of Reserch nd Appliction in Agriculture Engineering 2009, Vol. 54(2) 64

powierzchniowej. Zstosowne prmetry oróki lserowej umożliwiły uzysknie przetopieni lu jego rk. N podstwie oserwcji mikrostruktury dl zstosownych prmetrów oróki lserowej stwierdzono powstnie oszru przetopionego (stref przetopion), orz zhrtownego (stref zhrtown). Wrstw tworzon lserowo, jk wykzły oserwcje, może skłdć się z oszru przetopionego połączonego z oszrem zhrtownym lu tylko z oszru zhrtownego (rys. 2). lser doprowdzony do stnu topnieni i nstępnie uległ rdzo szykiemu krzepnięciu. W tkiej strefie powstłej przez tk zwne hrtownie lserowe z przetopieniem zoserwowno strukturę dendrytyczną, w strefie przetopionej powstłej w wyniku orowni lserowego powstnie dendrytów i prwdopodonie rdziej miękkich orków Fe2B. Powyższe struktury oserwowno dl ou sposoów relizcji oróki lserowej (z i ez podgrzni elementu przed oróką) (rys. 3). 10 µm Rys. 3. Struktur strefy przetopionej z widocznymi () dendrytmi orz () orkmi Fig. 3. Microstructure of melted zone with dendrites () nd orides () Rys 2. Oszr zhrtowny ze stnu stłego powstły w strukturze żeliw sferoidlnego poddnego oróce lserowej ez podgrzni () orz z podgrzniem elementu żeliwnego () (moc P = 300 W, prędkość względem próki v = 8 mm/s i średnic lser d = 4 mm) Fig. 2. The hrdened zone of ductile cst iron formed fter lser tretment without preheting () nd with preheting () (Lser tretment conditions: em power P = 300 W, em speed in reltion to the smple v = 8 mm/s nd lser em dimeter d = 4 mm) Rys. 4. Wdy w postci pęknięć widoczne n powierzchni () i pod powierzchnią () próki z żeliw EN GJS 600 poddnego orowniu lserowemu ez wstępnego podgrzni (prmetry oróki wg wrintu nr 6 t. 2) Fig. 4 The structurl defects on the surfce () nd under the surfce () of the EN-GJS-600 cst iron fter lser tretment without preheting (tretment conditions: vr.6 t. 2) Stref zhrtown to stref, w której mterił uległ zhrtowniu ze stnu stłego. W strukturze tkiej strefy występuje kulkowy grfit, oszry ferrytu orz twrdy mrtenzyt. Wykonne rozkłdy mikrotwrdości od powierzchni w głą tkiej strefy dl wrintu 1 oróki lserowej wskzły n rk różnicy średniej mikrotwrdości tej strefy w stosunku do mteriłu rdzeni. Różnic w mikrotwrdości wspomninej strefy w stosunku do mteriłu rdzeni dje się zuwżyć jednk dl wrintu 2. Powstły mrtenzyt pozwolił n osiągnięcie w strefie zhrtownej ze stnu stłego średniej mikrotwrdości 444±139 HVśr 0,1 (wrint nr 1) i 486±74 HVśr 0,1 (wrint 2). Wyższ mikrotwrdość dl wrintu drugiego z zstosownych prmetrów wynik z większego udziłu mrtenzytu w strukturze lu nwet może częściowej dyfuzji oru (n powierzchni próki znjdowło się pokrycie zwierjące or). Nleży podkreślić, iż zrówno dl oróki lserowej prowdzonej, z jk i ez podgrzni nie zoserwowno w powstłej strefie zhrtownej jkichkolwiek wd n przykłd w postci pęknięć (rys. 2). Stref przetopion powstjąc po oróce lserowej to oszr mteriłu, który zostł w wyniku oddziływni G. Kinl Oserwcje mikroskopowe tworzonych lserowo wrstw, w których dochodziło do przetopieni wykzły jednk powstwnie, tkże wd w tworzonej strefie przetopionej w postci licznych pęknięć widocznych n powierzchni orz pod nią. Pęknięci widoczne n powierzchni ukłdły się wzdłuż i w poprzek śldu powstłego po oróce lserowej (rys. 4). Możn yło oserwowć wyrźne łączenie się pęknięć poprzecznych z podłużnymi. Oserwcje poprzecznych zgłdów metlogrficznych wykzły, że pęknięci miły swój początek n grnicy strefy przetopionej z zhrtowną (rys. 4). Tego typu wdy powstwły wyłącznie przy oróce prowdzonej ez wstępnego pogrzni elementu żeliwnego tk przy hrtowniu jk i przy orowniu lserowym. Wd w postci pęknięć nie oserwowno dl wszystkich zstosownych prmetrów (wrinty 3-10) i rodzjów ziegów oróki lserowej prowdzonej przy wstępnym podgrzniu elementów przed oróką do tempertury około 300 C (rys. 5). Jko prwdopodoną przyczyną nie wystąpieni pęknięć po oróce lserowej z pogrzniem elementu przed oróką uznno zmniejszenie nprężeń 65 Journl of Reserch nd Appliction in Agriculture Engineering 2009, Vol. 54(2)

termicznych wynikjących z dużej różnicy tempertur źródł ciepł ( lser) i mteriłu orinego wrżliwego n tego rodzju nprężeni. Nleży zwrócić uwgę, że podgrznie mteriłu powoduje zmniejszenie szykości ngrzewni i chłodzeni przetopionej wrstwy, tym smym zmniejszenie nprężeń wywołnych oróką lserową powodujących pęknięci. Poniewż oserwcje mikroskopowe wykzły rk nieciągłości w postci pęknięć w przypdku oróki lserowej prowdzonej z podgrzniem, postnowiono przeprowdzić pomiry geometryczne i mikrotwrdości oszrów powstłych w ten sposó. Pomiry mikrotwrdości prowdzono od powierzchni w głą oszrów powstłych podczs hrtowni z przetopieniem i orowni (rys. 5). Stref przetopion Rys. 5. Strefow udow tworzonej lserowo wrstwy orz sposó wykonni pomirów geometrii stref i pomirów mikrotwrdości Fig. 5.The zone structure of lser treted lyer nd method of tking geometricl zone mesurements s well s tking microhrdness mesurements Mikrotwrdość HV 0,1 Stref zhrtown 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Stref przetopion HV Śr = 1073±44 4,65 3,60 Stref zhrtown 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 Odległość od powierzchni [mm] Rys. 6. Rozkłd mikrotwrdości w głą wrstwy powierzchniowej wytworzonej w wyniku orowni lserowego żeliw EN GJS 600 (prmetry oróki wg wrintu nr 10 t. 2). Grnice przedziłów ufności dl wrtości średniej podno n poziomie istotności 0,1 Fig. 6. Microhrdness distriution on the section of zones formed fter EN-GJS-600 cst iron lser oronizing (lser tretment conditions: vr. 10, t.2). Confidence intervls orders for verge vlue on significnce level 0,1 Przeprowdzone pomiry wykzły wyrźnie wyższą i stłą mikrotwrdość strefy przetopionej powstjącej w wyniku hrtowni i orowni w stosunku do mteriłu rdzeni. Przykłdowy rozkłd mikrotwrdości przedstwiono n rys. 6. Hrtownie z przetopieniem wrstwy powierzchniowej pozwoliło n uzysknie mikrotwrdości wynoszącej pond 800 HV0,1. W przypdku orowni średni mikrotwrdość strefy przetopionej zmienił się w grnicch od pond 900 HV0,1 do 1165 HV0,1 dl 0,6 PPoomm ii ir ryy mm ii ikkr root ttwwr rddoośścci ii 1,45 Rdzeń HV Śr = 342±185 prmetrów wg wrintu 8. Uzyskne głęokości strefy przetopionej podczs orowni zmieniły się w grnicch od 0,25 mm do 0,6 mm rosnąc wrz ze wzrostem mocy lser od 600 W do 2000 W. Pondto po zestwieniu pomirów mikrotwrdości stref przetopionych uzysknych poprzez hrtownie i orownie dl tych smych prmetrów oróki stwierdzono wyższą mikrotwrdość tkiej strefy uzysknej przez wprowdzenie pierwistk stopującego (oru) (rys. 7). Dysponując wynikmi pomirów wymirów stref przetopionych powstłych przez orownie lserowe postnowiono sprwdzić, jki wpływ n wrtości tych wymirów mją przyjęte prmetry oróki lserowej. Zoserwowno wzrost wymirów poszczególnych stref (mksymlnej szerokości i głęokości) wrz ze wzrostem mocy lser, zrówno dl strefy przetopionej jk i znjdującej się pod nią strefy zhrtownej. Mikrotwrdość HV0,1 1200 1000 800 0 0,1 0,2 0,3 0,4 Odległość od powierzchni [mm] Hrtownie Borownie HV Śr. or. = 1113 ± 49 HV Śr. hrt. = 897 ± 23 Rys. 7. Rozkłdy mikrotwrdości w głą stref przetopionych żeliw EN-GJS-600 przy tych smych prmetrch oróki lserowej (prmetry oróki wg. wrintu nr 3 t. 2). Grnice przedziłów ufności dl wrtości średniej podno n poziomie istotności 0,1 Fig. 7. Microhrdness distriution on the section of melted zone formed fter EN-GJS-600 cst iron lser hrdening nd oronizing (the sme lser tretment conditions). Confidence intervls orders for verge vlue on significnce level 0,1 Przykłdowy wykres (rys. 8) pokzuje wyrźny wzrost wielkości strefy przetopionej przy wzroście energii dostrczonej do jednostki powierzchni, któr zleży od mocy lser. Głęokość strefy przetopionej A [mm] 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 20 40 60 80 100 Energi jednostkow Ej [J/mm 2 ] A = 0,2753ln(Ej) - 0,60 r xy = 0,99 Rys. 8. Wpływ energii jednostkowej n mksymlną głęokość strefy przetopionej próki orownej lserowo Fig. 8. The influence of unit energy on mximum depth of the melted zone of lser oronized smple Potwierdzeniem zleżności wymirów strefy przetopionej od energii jednostkowej jest wrtość współczynnik korelcji, który wyniósł przy dniu głęokości stref przetopionych r xy = 0,99. Wrtość współczynnik wskzuje n ścisłą korelcję między G. Kinl Journl of Reserch nd Appliction in Agriculture Engineering 2009, Vol. 54(2) 66

dnymi wielkościmi, dltego możn sądzić, iż zleżność nlizownych wielkości jest wysoce prwdopodon. Uzyskn krzyw może posłużyć (dl określonego mteriłu i wrunków oróki lserowej) do określeni w przyliżeniu (jeszcze przed oróką) efektów orowni lserowego w postci mksymlnych głęokości i szerokości strefy przetopionej, jką chcemy uzyskć. 4. Podsumownie W efekcie przeprowdzonych dń lserowej oróki powierzchniowej elementów żeliwnych wykzno, że: orók lserow elementów żeliwnych może wprowdzć wdy w tworzonych wrstwch powierzchniowych, żeliwo sferoidlne EN-GJS-600, po uprzednim podgrzniu (około 300 C), możn lserowo orowć i hrtowć z przetopieniem, ksztłtując wrstwy pozwione wd, lserowe orownie i hrtownie z przetopieniem wywołuje zminy w strukturze mteriłu powodując powstnie strefy przetopionej (dl orowni zwierjącej or) orz strefy zhrtownej, stref po orowniu lserowym chrkteryzuje się wyrźnie wyższą mikrotwrdością, w stosunku do strefy po hrtowniu lserowym z przetopieniem wrstwy powierzchniowej, przy tych smych prmetrch oróki lserowej, wrstwy powierzchniowe, po hrtowniu z przetopieniem i orowniu, chrkteryzują się stłą mikrotwrdością strefy przetopionej, gruość strefy norownej lserowo zleży miedzy innymi od ilości energii doprowdzonej do jednostki powierzchni. 5. Litertur [1] Binczyk F.: Konstrukcyjne stopy odlewnicze. Wydwnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2003. [2] Jezncki J.: Mteriłoznwstwo smochodowe. WKiŁ, Wrszw 1982, s. 49-53. [3] Kinl G.: Możliwość wykorzystni orowni lserowego żeliw w udowie mszyn rolniczych, Journl of Reserch nd Applictions in Agriculturl Engineering, Vol. 49 (3), Poznń 2004, s. 38-42. [4] Klimpel A., Koic J., Jnicki D., Burdek M., Mrczk Z.: Przetopienie lserowe wrstwy wierzchniej wlców z żeliw sferoidlnego stopowego, Inżynieri mteriłow, nr 2-2003. [5] Kusiński J.: Lsery i ich zstosownie w inżynierii mteriłowej. Wydwnictwo Nukowe Akpit, Krków 2000. [6] Kusiński J, Przyyłowicz K.: Strukturlne spekty lserowego przetpini stopów żelz. I Ogólnopolsk Konferencj Nukow nt: Nowoczesne technologie w inżynierii powierzchni. Łódź 1994. [7] Mnierski G.: Włściwości technologiczne i eksplotcyjne wrstwy wierzchniej odlewów z żeliw wermikulrnego. Mt. komf. V Interntionl Scientific- Technicl Conference for PhD Students, Giewrtow 2004 (Polnd), s.144-149. [8] Nkonieczny A.: Powierzchniowe oróki cieplne wyroów metlowych. Stn techniki i rynek. Refert wprowdzjący n seminrium w rmch trgów inżynierii powierzchni, Gdńsk 1998. [9] Npdłek W., Przetkiewicz W., Rczkowski D,., Bojr Z.: Utwrdznie lserowe żeliw szrego niskostopowego. I Ogólnopolsk Konferencj Nukow nt: Nowoczesne technologie w inżynierii powierzchni. Łódź 1994. [10] Reński A.: Budow smochodów. Ukłdy hmulcowe i kierownicze orz zwieszeni. Oficyn Wydwnicz Politechniki Wrszwskiej, Wrszw 2004. [11] Wojciechowski A., Soczk J.: Kompozytowe trcze hmulcowe pojzdów drogowych. Wydwnictwo Instytutu Trnsportu Smochodowego, Wrszw 2001. [12] Xio R., Li Z.: Formtion of dimond-clusters within surfce lyer of cron steel/cst iron induced y excimer lser irrdition, Applied Surfce Science 127-129 (1998), 826-830. G. Kinl Journl of Reserch nd Appliction in Agriculture Engineering 2009, Vol. 54(2) 67