Лазерное инжекционное легирование аустенитного чугуна ЧН16Д7ГХ титаном
https://doi.org/10.17073/1997-308X-2015-3-44-52
Аннотация
Приведены результаты исследования микроструктуры и микротвердости чугуна (нирезиста) ЧН16Д7ГХ после лазерного легирования путем внедрения частиц титана в расплав. Обработку осуществляли с использованием волоконного лазера с пучком, сфокусированным в пятно диаметром 0,2 мм, при мощности излучения 1 кВт и скорости движения лазерного луча 10–40 мм / с. Титан растворяется в расплаве чугуна, и при охлаждении в структуре образуются частицы TiC. Коэффициент использования порошка титана возрастает при увеличении размеров зоны оплавления и достигает в лучшем случае величины 50 %. Модифицированный слой имеет композитную структуру с металлической матрицей и сравнительно равномерным распределением частиц карбида титана. Микротвердость модифицированной зоны составляет 600–700 HV. Дальнейшему ее росту препятствует тот факт, что часть углерода в ходе лазерного плавления удаляется из зоны расплава в составе выделяемого в процессе бурого дыма. Поэтому при увеличении подачи титана вместо повышения содержания TiC формируется фаза Лавеса (TiFe2). Приведены экспериментальные данные о закономерностях потери массы образцов, вызванной удалением вещества из зоны расплава, в зависимости от параметров лазерного оплавления.
Ключевые слова
Об авторах
В. Г. Гилев
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ)
Россия
Россия
канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник Научного центра порошкового материаловедения ПНИПУ (614013, г. Пермь, ул. Проф. Поздеева, 6).
Е. А. Морозов
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ)
Россия
Россия
аспирант кафедры «Материалы, технологии и конструирование машин», руководитель лаборатории лазерной наплавки ПНИПУ
Список литературы
1. Takuto Yamaguchi, Hideki Hagino, Mamoru Takemura, Yasunori Hasegawa, Yasuhiro Michiyama, Atsushi Nakahira. Microstructure of Fe—TiC Composite Surface Layer on Carbon Steel Formed by Laser Alloying Process. Mater. Trans. 2013. Vol. 54. No. 9. P. 1755—1759.
2. Turichin G.A., Zemlyakov E.V., Pozdeeva E.Yu. Technological possibilities of laser cladding with the help of powerful fiber lasers. Metal Science and Heat Treatment. 2012. Vol. 54. No. 3-4. July.
3. Gilev V.G., Bezmaternykh N.V., Morozov E.A. Study of steel—copper pseudo alloy microstructure and microhardness after laser heat treatment. Metal Science and Heat Treatment. 2014. Vol. 56. No. 5-6. September.
4. Gilev V.G., Morozov E.A. Rusin E.S., Khanov A.M. Lazernaya termicheskaya obrabotka kol’tsevykh vystupov iz poroshkovoi medistoi stali (psevdosplava stal’—med’) [Laser hardening of annular ledges made from powder copper-bearing steel (pseudo-alloy steel—copper)]. Izv. Vuzov. Poroshk. Metallurgiya i Funkts. Pokrytiya. 2014. No. 2. P. 36—42.
5. Jiang W.H., Kovacevic R. Laser deposited TiC/H13 tool steel composite coatings and their erosion resistance. J. Mater. Processing Technol. 2007. Vol. 186. P. 331—338.
6. Gilev V.G., Morozov E.A., Denisova A.S., Khanov A.M. Issledovanie mikrostruktury i rel’efa poverkhnosti pri lazernoi termicheskoi obrabotke tonkostennogo tsilindra iz poroshkovogo psevdosplava stal’-med’ [Research of microstructure and surface relief at laser thermal processing of the thin-walled cylinder made from powder pseudo-alloy steelcopper]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra RAN. 2012. Vol. 14. No. 4(5). P. 1212—1217.
7. Safonov A.N. Izuchenie struktury i tverdosti poverkhnosti zhelezouglerodistykh splavov posle ikh oplavleniya lazernym izlucheniem [The study of the structure and surface hardness of iron-carbon alloys after melting by laser radiation]. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov. 1999. No.1. P.7—10.
8. Gilev V.G., Morozov E.A., Purtov I.B., Rusin E.S. Issledovanie mikrostruktury i mikrotverdosti zon lazernogo oplavleniya chuguna nirezist ChN16D7GKh [Microstructure and microhardness research of Nirezist cast iron after laser surface melting]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra RAN. 2014. No. 6. P. 227—233.
9. Deus A.M. A Thermal and Mechanical Model of Laser Cladding. In: Mechanical Engineering. Urbana-Champaign: University of Illinois at Urbana-Champaign, 2004.
10. Verezub O., Kálazi Z., Buza G., Verezub N.V., Kaptay G. Insitu synthesis of a carbide reinforced steel matrix surface nanocomposite by laser melt injection technology and subsequent eat treatment. Surf. Coat. Technol. 2009. Vol. 203. P. 3049—3057.
11. Do Nascimento A.M., Ocelí k V., Ierardi M.C.F., De Hosson J.Th.M. Microstructure of reaction zone in WCp/duplex stainless steels matrix composites processing by laser melt injection. Surf. Coat. Technol. 2008. Vol. 202. P. 2113–2120.
12. Verezub O.N., Kálazi Z., Buza G., Boross P., Vero B, Kaptay G. Surface metal matrix composite Fe—Ti—C/TiC layers produced by laser melt injection technology. In: Int. Conf. «Advanced metallic materials» (Smolenice, Slovakia, 5—7 November 2003). P. 297—300.
13. Stavrev D., Dikova Ts. Behaviour of graphite in laser surface hardening of irons. Machines, technologies, materials.2007. No. 4 P. 98—101. URL: http://www.mech-ing.com/journal/Archive/4-5-2007/3.Materiali/3.2_journal-statia-DimitarStavrev-070920.pdf
14. Yanbin Chen, Dejian Liu, Fuquan Li, Liqun Li. WCp/Ti—6Al—4V graded metal matrix composites layer produced by laser melt injection. Surf. Coat. Technol. 2008. Vol. 202. P. 4780—4787.
15. Kraposhin V.S. Vliyanie ostatochnogo austenita na svoistva stalei i chugunov posle poverkhnostnogo oplavleniya [Effect of retained austenite on the properties of steels and irons after surface melting]. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov. 1994. No. 2. P. 2—5.
16. Kraposhin V.S., Shakhlevich K.V., Vyaz’mina T.M. Influence of laser heating on the quantity residual austenite in steels and cast irons. Metal Science and Heat Treatment. 90.
17. Vol. 31. No. 9-10. P. 745—757.
Рецензия
Для цитирования:
Гилев В.Г., Морозов Е.А. Лазерное инжекционное легирование аустенитного чугуна ЧН16Д7ГХ титаном. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2015;(3):44-52. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2015-3-44-52
For citation:
Gilev V.G., Morozov E.A. Laser Melt Injection of Austenite Cast Iron ChN16D7GKh with Titanium. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya). 2015;(3):44-52. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2015-3-44-52
Просмотров:
1227
Послать статью по эл. почте 