Západočeská univerzita v Plzni fakulta Strojní

Podobné dokumenty
NÁVRH TECHNOLOGIE POVRCHOVÉHO KALENÍ LASEREM U KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ FST

VLIV PARAMETRŮ LASEROVÉHO POVRCHOVÉHO ZPRACOVÁNÍ NA MIKROSTRUKTURU OCELÍ

VYUŽITÍ INVESTICE VÝKONNÝ LASER + ROBOT

Úvod. Povrchové vlastnosti jako jsou koroze, oxidace, tření, únava, abraze jsou často vylepšovány různými technologiemi povrchového inženýrství.

Jominiho zkouška prokalitelnosti

Hodnocení opotřebení a změn tribologických vlastností brzdových kotoučů

PRASKÁNÍ VRTÁKŮ PO TEPELNÉM ZPRACOVÁNÍ Antonín Kříž

ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ seminář Degradace nízkolegovaných ocelí v. abrazivním a korozivním prostředí

Obrobený povrch a jeho vliv na užitné vlastnosti Antonín Kříž

NITRIDACE KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ FST Michal Peković Západočeská univerzita v Plzni Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

Povrchové kalení. Teorie tepelného zpracování Katedra materiálu Strojní fakulty Technická univerzita v Liberci Doc. Ing. Karel Daďourek, 2007

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI VYSOCEPEVNÉ NÍZKOLEGOVANÉ OCELI. David Aišman

Vliv povrchu na užitné vlastnosti výrobku

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

VLIV ZPŮSOBŮ OHŘEVU NA TEPLOTNÍ DEGRADACI TENKÝCH OTĚRUVZDORNÝCH PVD VRSTEV ZJIŠŤOVANÝCH POMOCÍ VYBRANÝCH METOD

REGIONÁLNÍ TECHNOLOGICKÝ INSTITUT. Západočeská univerzita v Plzni Fakulta strojní

COMTES FHT a.s. R&D in metals

Povrchové kalení. Teorie tepelného zpracování Katedra materiálu Strojní fakulty Technická univerzita v Liberci Doc. Ing. Karel Daďourek, 2007

Integrita povrchu a její význam v praktickém využití

TEPLOTNÍ ODOLNOST PVD VRSTEV VŮČI LASEROVÉMU POVRCHOVÉMU OHŘEVU


POVRCHOVÉ KALENÍ V PRŮMYSLOVÉ APLIKACI

Charakteristika. Vlastnosti. Použití NÁSTROJE NA TLAKOVÉ LITÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ZA TEPLA VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ

Možnosti Impact testu při posuzování správnosti tepelného zpracování ocelí. Ing. Petr Beneš

MECHANICKÉ A NĚKTERÉ DALŠÍ CHARAKTERISTIKY PLECHŮ Z OCELI ATMOFIX B (15127, S355W) VE STAVU NORMALIZAČNĚ VÁLCOVANÉM

FÁZOVÉ PŘEMĚNY. Hlediska: termodynamika (velikost energie k přeměně) kinetika (rychlost nukleace a rychlost růstu = celková rychlost přeměny)

POPIS NOVÝCH STRUKTURNÍCH FÁZÍ A JEJICH VLIV NA VLASTNOSTI CÍNOVÉ KOMPOZICE STANIT

Vlastnosti. Charakteristika. Použití FYZIKÁLNÍ HODNOTY VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ MECHANICKÉ VLASTNOSTI HOTVAR

ÚVOD DO INTEGRITY POVRCHU naše činnost. Antonín Kříž; Petr Beneš

Teplotní režim svařování

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

Díly forem. Vložky forem Jádra Vtokové dílce Trysky Vyhazovače (nitridované) tlakové písty, tlakové komory (normálně nitridované) V 0,4

Metalurgie vysokopevn ch ocelí

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ. Ing. V. Kraus, CSc. Opakování z Nauky o materiálu

TECHNOLOGIE SVAŘOVÁNÍ MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ DOMEX 700MC SVOČ FST

PLASTICKÉ VLASTNOSTI VYSOKOPEVNOSTNÍCH MATERIÁLŮ DĚLENÝCH NESTANDARDNÍMI TECHNOLOGIEMI

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ Jana Martínková, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

POVLAKY S VYSOKOU EMISIVITOU A METODY JEJICH VYSOKOTEPLOTNÍHO TESTOVÁNÍ

Nikolaj Ganev, Stanislav Němeček, Ivo Černý

SMA 2. přednáška. Nauka o materiálu NÁVRHY NA OPAKOVÁNÍ

VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ

I.) Nedestruktivní zkoušení materiálu = návštěva laboratoří nedestruktivního zkoušení a seznámení se se základními principy jednotlivých metodik.

C Cr N Mo Ni Mn 0,3% 14,0 % 0,4 % 0,1% 0,4% 0,5%

Svařitelnost korozivzdorných ocelí

ZKOUŠKY MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ DOMEX 700MC

Kalení Pomocí laserového paprsku je možné rychle a kvalitně tepelně zušlechtit povrch materiálu až do hloubek v jednotkách milimetrů.

Vladislav OCHODEK VŠB TU Ostrava Katedra mechanické technologie ústav svařování Vl. Ochodek 3/2012

TEPLOTNÍ ODOLNOST TENKÝCH VRSTEV A JEJICH PŘÍNOS V OBRÁBĚNÍ TVRDÝCH OCELÍ. Antonín Kříž Petr Beneš Martina Sosonová Jiří Hájek

Státní závěrečné zkoušky Bakalářské studium 2016/2017

VLIV POVRCHU NA UŽITNÉ VLASTNOSTI VÝROBKU. Antonín Kříž

EFEKTIVNÍ VYUŽITÍ LASERŮ V PRŮMYSLOVÝCH PROCESECH

Použití. Charakteristika SLEIPNER PŘÍKLADY:

Problematika disertační práce a současný stav řešení

1.1.1 Hodnocení plechů s povlaky [13, 23]

ZPRACOVÁNÍ POVRCHU OCELÍ LASEREM LASER PROCESSING OF STEELS SURFACE. Jiří Cejp Roman Švábek

Integrita povrchu. Antonín Kříž

Metody modifikace topografie strojních prvků

Teplotní degradace tenkých otěruvzdorných vrstev. Ing.Petr Beneš

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Použití. Části formy V 0,9. Části nástroje. Matrice Podpěrné nástroje, držáky matric, pouzdra, lisovací podložky,

OCELI A LITINY. Ing. V. Kraus, CSc. Opakování z Nauky o materiálu

Charakteristika. Použití TVÁŘECÍ NÁSTROJE STŘÍHÁNÍ RIGOR

ŽÍHÁNÍ. Tepelné zpracování kovových materiálů

Tepelná technika. Teorie tepelného zpracování Doc. Ing. Karel Daďourek, CSc Technická univerzita v Liberci 2007

THE IMPACT OF PROCESSING STEEL GRADE ON CORROSIVE DEGRADATION VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ OCELI NA KOROZNÍ DEGRADACI

KRYSTALY PRO VĚDU, VÝZKUM A ŠPIČKOVÉ TECHNOLOGIE


Laserové technologie

VLASTNOSTI TENKÝCH VRSTEV PŘI VYŠŠÍCH TEPLOTÁCH. Antonín Kříž Petr Beneš Martina Sosnová Jiří Hájek

Černé označení. Žluté označení H R B % C 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

CENTEM3 = CENTRUM LASEROVÝCH A AUTOMATIZAČNÍCH TECHNOLOGIÍ

EXPERIMENTÁLNÍ STUDIUM CHOVÁNÍ MAZACÍCH FILMŮ KONTAMINOVANÝCH VODOU

Posouzení stavu rychlořezné oceli protahovacího trnu

1. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger

LASEROVÉ KALENÍ FOREM A NÁSTROJŮ LASER HARDENING OF MOULDS AND TOOLS

METODA FSW FRICTION STIR WELDING

Vlastnosti V 0,2. Modul pružnosti Součinitel tepelné roztažnosti C od 20 C. Tepelná vodivost W/m. C Měrné teplo J/kg C

Transfer inovácií 20/

CENTRUM VZDĚLÁVÁNÍ PEDAGOGŮ ODBORNÝCH ŠKOL

LASER MATERIAL PROCESSING HARDENING AND WELDING. Stanislav Němeček Tomáš Mužík

VLIV MIKROSTRUKTURY SLINUTÝCH KARBIDŮ NA ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ A STROJNÍCH SOUČÁSTÍ

w w w. n a s t r o j o v e - o c e l i. c o m

Metodika hodnocení strukturních změn v ocelích při tepelném zpracování

Svařitelnost vysokopevné oceli s mezí kluzu 1100 MPa

Zpracování hořčíkových slitin technologií SLM

AlfaNova Celonerezové tavně spojované deskové výměníky tepla

Kvantifikace strukturních změn v chrom-vanadové ledeburitické oceli v závislosti na teplotě austenitizace

Dělení a svařování svazkem plazmatu

LASEROVÉ SVAŘOVÁNÍ OTĚRUVZDORNÝCH PLECHŮ Z OCELI HARDOX 450

Ing. Petra Cihlářová. Odborný garant: Doc. Ing. Miroslav Píška, CSc.

EXPERIMENTÁLNÍ STUDIUM CHOVÁNÍ MAZACÍCH FILMŮ KONTAMINOVANÝCH VODOU

Vlastnosti W 1,3. Modul pružnosti Součinitel tepelné roztažnosti C od 20 C. Tepelná vodivost W/m. C Měrné teplo J/kg C

Uhlík a jeho alotropy

Autor: Bc. Tomáš Zavadil Vedoucí práce: Ing. Jaroslav Pitter, Ph.D. ATG (Advanced Technology Group), s.r.o

Trvanlivost,obrobitelnost,opotřebení břitu

Dilatace nosných konstrukcí

Analýza PIN-on-DISC. Ing. Jiří Hájek Dr. Ing. Antonín Kříž ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Požadavky na nástroj při stříhání. Charakteristika. Použití STRUKTURA CHIPPER / VIKING

Charakteristika. Použití. Vlastnosti FYZIKALNÍ VLASTNOSTI PEVNOST V TAHU RAMAX 2

Transkript:

Západočeská univerzita v Plzni fakulta Strojní 23. dny tepelného zpracování s mezinárodní účastí Návrh technologie laserového povrchového kalení oceli C45 Autor: Klufová Pavla, Ing. Kříž Antonín, Doc. Dr. Ing. Hájek Jiří, Ing, Ph. D. Soukup Ondřej, Ing. 23.-25.11.2010

Důvody řešení a cíle diplomové práce Důvod řešení diplomové práce Spolupráce s NTC HPDD laser Povrchová tvrdost X mikrostruktura Ocel ČSN 41 2050 ZCU/NTC/CELAT Cíle diplomové práce Vliv procesních parametrů na mikrostrukturu Optimální procesní parametry pro ocel ČSN 41 2050 Výchozí struktura Page 2/19

Osnova prezentace 1) HPDD laser 2) Parametry laserového povrchového kalení 3) Experimentální materiál 4) Experiment č. 1 5) Experiment č. 2 6) Závěr Page 3/19

HPDD (High Power Direct Diode) laser Coherent ISL-4000L Výhody procesu laserového povrchového kalení Bez použití chladícího média Minimální přítomnost napětí a trhlin Vysoká absorpce záření vysoce efektivní proces Minimální deformace Bez nutnosti následného obrábění Umožňuje tepelné zpracování tvarově složitých součástí Technologie předurčená k automatizaci > snižování nákladů při opakované výrobě Page 4/19

Parametry laserového povrchového kalení Procesní parametry - ovlivňují výslednou kvalitu a efektivitu tepelného zpracování Výstupní výkon Hustota výkonu ve fokusační vzdálenosti Vlnová délka Energetické rozložení Procesní rychlost Morfologie drsnost povrchu Čistota, homogenita materiálu, výchozí struktura Materiálové vlastnosti Optické absorptivita, emisivita Tepelné tepelná a teplotní vodivost Page 5/19

Experimentální program ocel ČSN 41 2050 (AISI 1045, C45) Výchozí struktura normalizačně žíhaná Výchozí struktura sorbitická Zvětšeno 100x Zvětšeno 100x Zvětšeno 500x Zvětšeno 500x Chem. prvek C Mn Si Cr Ni Cu P S Chem. složení dle ČSN 41 2050 0,42 0,50 0,50 0,80 0,17 0,37 Max. 0,25 Max. 0,30 Max. 0,30 Max. 0,40 Max. 0,30 Chem. složení dle GD-OES 0,48 0,75 0,25 - - - - - Analýza chemického složení GD-OES Page 6/19

Optimalizace parametrů příkonu a rychlosti pohybu laserového paprsku experiment číslo 1 Ocel ČSN 41 2050 ve stavu NORMALIZAČNĚ ŽÍHANÉM Stopy byly vytvořeny konstantní rychlostí pohybu laserového paprsku; v1=200 cm/min; v2=230 cm/min; v3=260 cm/min Metalografické hodnocení a měření tvrdosti 48 kombinací procesních parametrů Laserové povrchové kalení BEZ PŘETAVENÍ Laserové povrchové kalení S PŘETAVENÍM Page 7/19

Experiment č. 1 průběh tvrdosti HV Tvrdost HV výchozího materiálu oceli ČSN 41 2050 182 HV Průběh tvrdosti HV 800 700 600 HV 500 stopa 1; v1=200 cm/min 400 stopa 2; v2=230 cm/min stopa 3; v3=260 cm/min 300 200 100 0 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 Příkon laseru [kw] Page 8/19

A=40 cm, P=2,08 kw, zvětšeno 100x D A B=100 cm, P=2,40 kw, zvětšeno 100x D=275 cm, P=4,00 kw, zvětšeno 100x C=200 cm, P=3,36 kw, zvětšeno 100x B C 9/19

C=200 cm, P=3,36 kw, v1=200 cm/min, zvětšeno 100x martenzit martenzit-troostit zvětšeno 500x martenzit-ferit 10/19

Experiment č. 1 Mikrotvrdost HV 0,025 bez přetavení povrchu, EDX analýza chemického složení 666 HV 0,025 822 HV 0,025 Martenzit, zvětšeno 500x Martenzit, zvětšeno 500x 442 HV 0,025 867 HV 0,025 Martenzit-troostit, zvětšeno 500x Martenzit-troostit, zvětšeno 500x 920 HV 0,025 261 HV 0,025 Martenzit-ferit, zvětšeno 500x Martenzit-ferit, zvětšeno 500x Page 11/19

Optimalizace parametrů příkonu a rychlosti pohybu laserového paprsku popis experimentu č. 2 Ocel ČSN 41 2050 ve stavu ZUŠLECHTĚNÉM stopy 1-6 - v=konst., P konst. Stejné procesní parametry jako experiment č. 1 Metalografické hodnocení 48 kombinací procesních parametrů Stopy vytvořené povrchovým kalením laserem na experimentálním vzorku č. 2 Page 12/19

Srovnání metalografických struktur při procesních parametrech P=2,5 kw, v=100 cm/min Ocel ČSN 41 2050 zušlechtěno Ocel ČSN 41 2050 normalizačně žíháno zvětšeno 100x martenzit martenzit sorbit martenzit zvětšeno 500x martenzit troostit martenzit ferit 13/19

Experiment č. 2 v1=100 cm/min; bez přetavení povrchu zvětšeno 100x zvětšeno 500x P=2,9kW 1008µm 743µm 838µm P=2,7kW 731µm 745µm 545µm P=2,5kW zvětšeno 100x zvětšeno 100x zvětšeno 500x zvětšeno 500x Page 14/19

0,72 mm Metalografické hodnocení vlivu zvyšujícího se příkonu laseru na tloušťku a šířku zakalené stopy, v=100 cm/min 10,01 mm 0,84 mm P=2,5 kw, zvětšeno 25x 0,85 mm P=2,7 kw, zvětšeno 25x 10,85 mm 11,42 mm P=2,9 kw, zvětšeno 25x Závislost příkonu laseru na tloušťce zakalené stopy Závislost příkonu laseru na šířce zakalené stopy 11,5 Šířka stopy [mm] Tloušťka stopy [mm] 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 2,5 2,6 2,7 2,8 Příkon laseru [kw] 2,9 3 11 10,5 10 2,5 2,6 2,7 2,8 Příkon laseru [kw] 2,9 3 15/19

Průběh mikrotvrdosti HV 0,025 (P=2,7 kw, v=100 cm/min) Průběh mikrotvrdosti HV 0,025 1000 800 600 V ose zakalené stopy 400 200 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Vzdálenost od povrchu [mm] Průběh mikrotvrdosti HV 0,025 Napříč zakalenou stopou Mikrotvrdost HV 0,025 Mikrotvrdost HV 0,025 1200 1400 1200 1000 800 600 400 200 0-6 -5-4 -3-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 vzdálenost od osy laseru [mm] 16/19

Závěr Byl analyzován vliv stavu tepelného zpracování výchozí struktury oceli ČSN 41 2050 na finální povrchově zakalenou strukturu Výchozí stav normalizačně žíhaný Nebylo dosaženo optimální povrchové zakalené vrstvy Struktura martenzit, martenzittroostit, martenzit-ferit Výhoda nižší náklady na materiál Nevýhoda jakost povrchové zakalené vrstvy X Výchozí stav zušlechtěný Bylo dosaženo optimální povrchové zakalené vrstvy Struktura martenzit, martenzitsorbit Výhoda jakost povrchové zakalené vrstvy Nevýhoda vyšší náklady na materiál Page 17/19

Závěr Byl analyzován vliv kombinace procesních parametrů (rychlosti pohybu laserového paprsku a příkonu laseru) na tloušťku a šířku zakalené stopy Byl analyzován vliv zvyšujícího se příkonu laseru na povrchovou tvrdost při konstantní rychlosti pohybu laserového paprsku Optimální procesní parametry pro ocel C45 v=40 cm/min; P=2,2 kw Page 18/19

Děkuji za pozornost Page 19/19