Wyniki 1-10 spośród 11 dla zapytania: authorDesc:"Grzegorz Kinal"

Znaczenie właściwości cieplnych żeliw w kształtowaniu ich warstwy powierzchniowej podczas laserowej obróbki cieplnej

Czytaj za darmo! »

Żeliwa, a w szczególności żeliwa z grafitem, w przemyśle motoryzacyjnym, czy też maszyn rolniczych, cieszą się ciągłym zainteresowaniem [1]. Związane jest to na przykład z ich dostatecznymi właściwościami mechanicznymi (czasem lepszymi od staliw i bliskim stalom, np. żeliwa sferoidalne), dobrą zdolnością tłumienia drgań. Ale również wiąże się to z rozwojem technologii ich wytwarzania i obróbek powierzchniowych stwarzających nowe możliwości zastosowania. Jedną z takich obróbek jest laserowa obróbka cieplna. Samo przetapianie laserowe umożliwia wytworzenie warstw powierzchniowych o drobnoziarnistej strukturze zahartowanego żeliwa białego charakteryzujące się dużą mikrotwardością - 3÷4-krotnie większą w porównaniu z twardością materiału rdzenia [2÷5]. Przetapianie laserowe poza zwiększeniem mikrotwardości pozwala uzyskać zwiększenie odporności na różnego rodzaju zużycia (między innymi erozyjne i korozyjne), a w konsekwencji zwiększenie trwałości elementu [3, 5]. Konstytuowanie warstw powierzchniowych za pomocą laserowej obróbki cieplnej (LOC) i uzyskiwanie pożądanego efektu, czyli tzw. parametrów wyjściowych (skład chemiczny i struktura, zasięg zmian, właściwości użytkowe, stan powierzchni) wymaga poznania szeregu różnych czynników oddziałujących na ten końcowy efekt. Stanowią je parametry tzw. wejściowe, jak parametry wiązki laserowej i związany z tym rodzaj lasera, długość fali wiązki, rozkład energii w wiązce oraz parametry związane z nadmuchem gazu. Wpływ mają również czynniki związane z obrabianym elementem, takie jak stan jego powierzchni, właściwości fizyczne (np. gęstość, temperatura topnienia), czy właściwości cieplne materiału (np. ciepło właściwe, czy też przewodnictwo cieplne) [4]. Nie bez przyczyny wpływ parametrów wiązki laserowej na uzyskiwane efekty w warstwie powierzchniowej jest szeroko analizowane. Stosując parametry, takie jak moc wiązki laserowej P, W, jej promień r, m, czas oddziaływania na materiał t, s, m[...]

Ocena odporności na zużycie stopowanych laserowo czopów wału korbowego z żeliwa sferoidalnego

Czytaj za darmo! »

Ferrytyczno-perlityczne żeliwo sferoidalne stosowane na wały korbowe i wały rozrządu poddaje się różnym obróbkom zwiększającym twardość ich warstwy powierzchniowej. Można do nich zaliczyć azotowanie, nawęglanie, węgloazotowanie dyfuzyjne, zabielanie, hartowanie powierzchniowe [1]. Dla wałów korbowych, których czopy są narażone na różnego rodzaju zużycia przez tarcie [2], ale przede wszystkim na zużycie adhezyjne, nowe możliwości obróbki powierzchniowej daje laserowa obróbka cieplna (LOC). Badania tribologiczne i hamowniane dowiodły bardzo korzystnego wpływu LOC na trwałość elementów silnika T359E hartowanych laserowo, np. czopów wału korbowego, czopów oraz krzywek wałka rozrządu, powierzchni roboczych popychacza i innych elementów układu rozrządu (odnotowano średnio 1,5÷2-krotne zmniejszenie zużycia), co stanowi dobrą przesłankę do podjęcia dalszych badań eksploatacyjnych [3]. Wyniki tych badań pozwalają wnioskować, iż słuszne wydaje się podjęcie próby oceny efektu stopowania laserowego czopów wału korbowego wykonanego z żeliwa sferoidalnego. Taką obróbkę stosuje się w celu modyfikacji warstw powierzchniowych różnych elementów maszyn i urządzeń w tym również wykonanych z materiałów żeliwnych [3÷5]. Dotychczasowe badania własne wykazały, że warstwy powierzchniowe powstałe na żeliwach sferoidalnych w wyniku borowania laserowego charakteryzują się mikrostrukturą wzbogaconą o twarde i odporne na korozję borki żelaza Fe2B [7, 8], których zalety są wykorzystywane w elementach poddawanych przede wszystkim borowaniu dyfuzyjnemu [9]. Takie warstwy powierzchniowe otrzymane metodą stopowania laserowego powinny powodować wzrost odporności na zużycie obrobionego elementu maszyny. Zastosowanie boru jako pierwiastka stopowego przy LOC pozwoliło poprawić odporność na zużycie w przypadku żeliw sferoidalnych. Wykazano 20-krotnie mniejszy ubytek masy próbek żeliwnych po borowaniu laserowym w porównaniu z próbkami nieobrobionymi w przeprowadzon[...]

Badania nad stopowaniem laserowym warstw wierzchnich elementów cylindrycznych z żeliwa sferoidalnego

Czytaj za darmo! »

Jednym z coraz szerzej stosowanych materiałów w budowie maszyn, szczególnie w przemyśle motoryzacyjnym i maszyn rolniczych, jest żeliwo sferoidalne. Rosnący zakres zastosowania wynika z szeregu korzystnych właściwości tego materiału, takich jak: lepsza od stali zdolność tłumienia drgań, większa przewodność cieplna, mniejsza o 10% gęstość, a także mniejsza wrażliwość na działanie karbu (przy właściwościach mechanicznych bliskich stalom). Żeliwa sferoidalne wykorzystuje się między innymi na elementy skrzyń biegów, koła zębate, tuleje cylindrowe, wały korbowe, wałki rozrządu. Niektóre fragmenty tych elementów powinny charakteryzować się warstwami wierzchnimi o zwiększonej odporności na zużycie, np. czopy w przypadku wałów korbowych czy wałków rozrządu. Laserowa obróbka cieplna (LOC) znajduje zastosowanie do modyfikacji warstw wierzchnich elementów z różnych materiałów, ale przede wszystkim stopów metali [1÷4]. Pozwala na lokalną modyfikację tylko tych fragmentów części maszyn, które są najbardziej narażone podczas pracy na intensywne zużycie w wyniku tarcia lub korozji. Taka miejscowa zmiana właściwości warstwy wierzchniej jest w wielu przypadkach całkowicie wystarczająca, a nawet czasami wymagana. Dotychczasowe badania wykazały, że warstwy wierzchnie żeliw sferoidalnych, np. po przetapianiu laserowym, mogą osiągnąć mikrotwardość od 700 do 1300 HV0,1 w zależności od zastosowanych parametrów LOC. Mikrostruktura tych warstw jest drobnoziarnista i cechuje się dużym stopniem ujednorodnienia. Wykazano, że warstwy składają się z martenzytu, cementytu, austenitu szczątkowego, a także niewielkich ilości grafitu [5]. Jeszcze większą mikrotwardość i lepszą odporność na korozję warstwy wierzchnie żeliw mogą uzyskiwać po stopowaniu laserowym (np. borowaniu) [5÷7]. W wyniku borowania laserowego mikrostruktura jest wzbogacana o twarde i odporne na korozję borki żelaza Fe2B [5, 6]. Zalety borków żelaza są wykorzystywane przede wszystkim w war[...]

Wpływ chropowatości powierzchni na mikrostrukturę i wybrane właściwości elementów stalowych hartowanych w nanofluidach DOI:10.15199/28.2015.6.16


  The influence of surface roughness on microstructure and some properties of steel elements hardened in nanofluids In the quenching mediums named nanofluids the use of nanoparticles let obtained the significant development of the area contact between them and hardened elements, what has influence on the warmth receipt in these mediums. The similar effect gets in the result of the different surface condition of the surface layer in the hardened processes. That is why investigations were undertaken within the framework of this work in the range of influence of the surface development on the created microstructure in hardened elements with utilization of nanofluids. The microstructure changes can influence the mechanical proprieties of hardened elements, particularly in the top layer. The development of the surface cooled will permit by the change of her roughness to make the change of intensification of warmth receipt from the surface of hardened element. This will also contribute to the possibility of the creation of larger area contact between the nanoparticles solid body and the hardened element. The verification was conducted these assumptions in the support about investigations: microstructure, hardness and abrasive wear resistances. These investigations were realized on samples created from 100Cr6 steel about the different surface roughness, which subject the hardened processes in nanofluides and low-temperature tempering. The obtained results let the state, which the change of surface roughness of the hardened elements influences on the minimum degree of structural changes. It influences the larger degree on the increase of hardness on the section of hardened samples and their abrasive wear resistance. The research permitted state, which the profitable correlation exists between the quenching mediums (nanofluides) and roughness, microstructure and the chosen properties of hardened elements of alloy steel. This correlation increases the ran[...]

Badania nad laserową obróbką cieplną żeliwnych pierścieni tłokowych

Czytaj za darmo! »

Elementy maszyn kształtowane w określonym procesie technologicznym, stanowiące części podzespołów, podlegają zużywaniu się podczas eksploatacji. Wartość zużycia, które ma miejsce dla danego elementu, związana jest ze zjawiskami i procesami, które zachodzą podczas eksploatacji (tarcie, korozja, erozja, utlenianie i inne) [1]. Szybkość procesu zużywania części maszyn zależy od struktury i własności warstwy wierzchniej, a tym samym to ona głównie decyduje o trwałości i niezawodności. W związku z tym należy nieustanie prowadzić prace nad udoskonalaniem już istniejących metod kształtowania tworzonych na różne sposoby warstw przeciwzużyciowych, stosując obróbkę powierzchniową. Konstytuowanie warstwy powierzchniowej elementów pozwala na przykład na zmniejszenie strat energii uzyskiwan[...]

Laserowe napawanie kompozytowych warstw powierzchniowych Stellite-6/B4C


  Coraz częściej stosowaną metodą nanoszenia powłok na stopy żelaza staje się proszkowe napawanie laserowe. Metoda ta polega na przetapianiu laserem warstwy wierzchniej materiału podłoża wraz z jednoczesnym podawaniem proszku stopującego. Najczęściej używanymi do tego materiałami są proszki na bazie kobaltu oraz na bazie niklu. Istnieje także możliwość wytwarzania kompozytowych warstw powierzchniowych, w których metale te są osnową, a jako cząstki zbrojące można zastosować węgliki lub tlenki. Za pomocą napawania tego typu materiałów można szybko zregenerować zużyte części maszyn, a także wytworzyć powłoki jedno- i wielowarstwowe z przeznaczeniem do eksploatacji w ekstremalnie trudnych warunkach. Technologia napawania laserowego umożliwia wprowadzenie sproszkowanego materiału bezpośrednio do wiązki laserowej w osłonie gazu obojętnego, dzięki czemu unika się utleniania zarówno podawanego proszku, jak i podłoża. Dodatkowo przez zastosowanie 5-osiowych laserowych centrów obróbczych lub robotów sterowanych numerycznie i wspomaganych systemami CAD/CAM materiał dodatkowy może zostać precyzyjnie napawany na wyrób o dowolnym kształcie. Odpowiedni dobór szeregu parametrów (moc i średnica wiązki lasera, prędkość posuwu, szybkość podawania proszku, szybkość podawania gazów) pozwalają na wytworzenie warstwy powierzchniowej o odmiennej mikrostrukturze i odmiennych właściwościach mechanicznych. Podstawowym problemem w napawaniu kompozytowych warstw powierzchniowych jest odpowiedni dobór materiału osnowy i fazy wzmacniającej. Jednak zastosowanie odpowiednich materiałów istnieje możliwość znacznego poprawienia właściwości eksploatacyjnych, a w szczególności odporności na zużycie przez tarcie. W artykule opisano kompozytowe warstwy powierzchniowe Stellite-6/B4C wytworzone w procesie napawana laserowego na stali S355. Badania pozwoliły określić stan powierzchni, mikrostrukturę, grubość, mikrotwardość, skład chemiczny wytwarzanych warstw powierz[...]

Analiza efektów zużywania się wybranych obręczy kół tramwajowych w aglomeracji poznańskiej DOI:10.15199/28.2015.6.8


  The evaluation of wear effects of selected trams' wheels in the Poznan agglomeration The aim of presented research was evaluation of the main types of tram wheel wear of chosen rail vehicle and material changes which appear as a consequence of wheel and rail wear. Following tests was performed: macroscopic research, profile tests, Vickers hardness measurements, microscopic research with light microscope (Zeiss Epiquant with CCD), scanning electron microscope (Tescan Vega 5135) with X-ray microanalizer (PGT Avalon). The chemical composition was also checked with fluorescent spectrometer (LECO GDS 500A). The basic form of wear was shelling, which was detected by macroscopic research. The most damage surface was rolling surface. It has to be underline that the shelling was in early stage of growth. Created shells did not appear in the whole circumference of wheel and their size were relatively not huge. It is probably due to short distances characteristic for trams (in the comparison with trains). Moreover, in same regions of rolling surface, so called white layer was detected. It allows to state that sliding surfaces of wheel were (in a very small areas) heated in to higher temperature than it happens in case of shelling. Nonetheless, it was very local process, so it is rather not important in general wear of tested wheels. Tram wheels were highly deformed, particularly on the top of the edge of the wheel, and in the vicinity of outside angle of rolling profile. High deformation caused 70% hardness increase in comparison to the core material. In microstructure MnS was detected. Its presence in the surface layer of the top of the edge of the wheel caused delamination. It could help to crack initiation and, as a result, more intensive wear of tram wheels. Key words: tram wheel, wear, surface layer. Celem badań było określenie dominujących typów uszkodzeń obręczy wybranego pojazdu szynowego, a także zmian materiałowych będących wynikiem zuży[...]

Laser alloying of Vanadis-6 steel by using powders containing boron and tungsten DOI:10.15199/28.2017.2.6


  The paper presents the influence of laser alloying on microstructure and microhardness of Vanadis-6 steel. The surface layers were formed by remelting paste which was applied on to the steel substrate. Three kind of pastes were applied: with boron, with tungsten and the mixture of these elements in the ratio 1:1. TRUDIODE 3006 diode laser with nominal power equal to 3 kW integrated with robot arm were used. Parameters of laser alloying were following: power density of laser beam q = 63.69 kW/cm2, scanning rate v = 3.0 m/min and overlap of laser tracks equal to 60%. Microstructure of produced laser tracks were analysed. Surface roughness after laser alloying were investigated. After laser alloying, microstructure consisting with remelted zone and martensitic heat affected zone were obtained. Application of paste with tungsten had contributed to formation the solid solution microstructure, while application of paste with boron or mixture (boron and tungsten) led to formation of boron-martensite eutectic microstructure. Microhardness of laser tracks were measured. It was found that paste containing boron and tungsten allows obtain the layers with increased microhardness compared to steel substrate while maintaining the mild microhardness profile from surface to the substrate. Key words: Vanadis-6, laser alloying, boron, tungsten.1. INTRODUCTION Laser technology is widely used and includes, e.g. the laser alloying [1÷14], laser cladding [1, 2, 15], laser metal deposition [1], laser hardening [1÷3, 16], or laser texturing [1]. Laser alloying involves the simultaneous melting of alloy and substrate material by laser beam, during intense mixing in a weld pool. The alloy material may be applied in the form of paste, tape, powder etc. The laser beam is used to heating of the workpiece surface layer, in order to provide changes in microstructure. It can provide the required mechanical, physical or chemical properties, as well as exploitation proper[...]

Influence of operation on tram wheels and rails surface layer condition DOI:10.15199/28.2017.4.6


  1. INTRODUCTION Tramway are a common city transportation of special performance and functionality. To increase tram transport effectiveness and safety, better understanding of wheel-rail contact wear is required. The most severe wear of wheel is observed on the running gear, especially on the rolling surface. Problems regarding the durability of the of the wheel-rail contact are associated with many different forms of wear caused by the surface contact friction and fatigue. In literature, models for calculating the of wheel-rail load could be found [1]. It should be underline that, not only rolling friction in wheel-rail contact is present, but mixed: rolling-slip (sometimes, in the case of rail curves, wheel flanges are exposed to almost pure sliding friction [2, 3]). In case of wheel-rail interaction rolling contact fatigue (RCF) wear can occur [4]. Fatigue wear in this friction pair can proceed as spalling or shelling. Slides in curves, speeding up, braking etc. can cause heating of the surface layer above austenitizing temperature in a very short time (e.g. a few seconds) which leads to the formation of martensite. Then, further movement of the tram and cyclic loading of the wheel cause spalling. For instance, those slips at the wheel-rail contact are considered to be the common reason of faster wheel wear of diesel multiple units in district of Wielkopolska [5]. Heating (due to friction) above austenitizing temperature is a reason of so-called ‘white layers’ formation. Mostly, the phenomenon of the white layers creation takes place in the cutting hard steels. White layers could arise as a consequence of dynamic processes affecting intensive deformation and the related with them thermal effects [6, 7]. Because of their high hardness and brittleness they can favour spalling wear. Such layers were observed in the case of rail [6, 8] and also in case of tram wheels of Solaris Tramino after 146 000 km of approximate total millage [9]. The p[...]

 Strona 1  Następna strona »