NÁVRH TECHNOLOGIE POVRCHOVÉHO KALENÍ LASEREM U KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ FST

NÁVRH TECHNOLOGIE POVRCHOVÉHO KALENÍ LASEREM U KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ FST 2010 Bc. Pavla Klufová Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, 306 14 Plzeň Česká republika ABSTRAKT Pro povrchové kalení laserem je charakteristické použití vysoké intenzity světelného záření, které má za následek velmi rychlý ohřev povrchových vrstev materiálu a jejich následné ochlazení. Právě rychlost průběhu procesu, vznik vysokého teplotního gradientu a následné zakalení bez přítomnosti kapalného chladícího média patří mezi základní výhody tohoto procesu. Popis technologie povrchového kalení HPDD laserem je uveden v teoretické části diplomové práce. Vědecko-výzkumný program byl zaměřen především na metalografické hodnocení povrchově zakalené vrstvy vytvořené při různých procesních parametrech (příkon laseru a rychlost pohybu laserového paprsku) HPDD laserem a při různých stavech tepelného zpracování výchozí struktury. Hlavním cílem je optimalizace procesních parametrů pro ocel ČSN 41 2050. KLÍČOVÁ SLOVA Povrchové kalení laserem, HPDD laser, procesní parametry, rychlost pohybu laserového paprsku, příkon laseru. 1. ÚVOD Ačkoliv je proces povrchového kalení laserem známý již řadu let, dochází se stále postupujícím rozvojem laserových technologií k vývoji nových typů laserů, u nichž proces povrchového kalení nebyl doposud optimalizován. Samotný proces povrchového kalení laserem je charakteristický použitím vysoké intenzity laserového záření mající vliv na velmi rychlý ohřev povrchových vrstev materiálu a jejich následnou fázovou transformaci na austenit. Díky vysokým rychlostem ohřevu dochází ke vzniku strmého teplotního gradientu na povrchu tepelně zpracovávaného materiálu, který umožní okamžitý odvod vneseného tepla do jádra součásti. Právě tento vysoký teplotní gradient umožňuje následné povrchové zakalení materiálu bez přítomnosti chladícího média. Povrchové kalení laserem se vyznačuje ve srovnání s konvenčními způsoby povrchového kalení celou řadou dalších výhod. Mezi základní patří [1]: Zakaleného povrchu je dosaženo bez přítomnosti kapalného chladícího média. Kalícím prostředím je vzduch, jehož použitím odpadá následné čištění a omývání zpracovávané součásti. Množství energie dodané povrchu materiálu laserem je možné ovlivnit typem použitého laseru (zdroj energie, optická soustava, druh aktivního prostředí) a rychlostí pohybu světelného paprsku po povrchu součásti. Pohyb světelného paprsku po povrchu součásti je řízen automaticky využitím operačního systému. Umožňuje tepelné zpracování tvarově složitých součástí. Deformace součásti po tepelném zpracování jsou minimální. V mnoha případech je tepelné zpracování posledním procesem při výrobě součásti (minimální deformace), může však následovat obrábění broušením. Povrchové kalení laserem je možné uplatnit v kusové i v hromadné výrobě. Technologie je předurčená k automatizaci. Důvodů, které se naskytly pro vypracování diplomové práce na téma Návrh technologie povrchového kalení laserem u konstrukčních ocelí byla celá řada. Patří sem především navázání spolupráce ZCU/FST/KMM s ZCU/NTC/CELAT v oblasti použití HPDD laseru při povrchovém kalení. V současné době je naprostá většina pracovišť zabývajících se povrchovým kalením laserem vybavena CO 2 laserem, pro který je již uvedený proces tepelného zpracování optimalizován. HPDD laser se však při srovnání s CO 2 laserem vyznačuje velkou řadou odlišností, které mají nejenom zásadní vliv na průběh procesu povrchového kalení, liší se i v pořizovací ceně a v řadě dalších důležitých aspektů. Dalším důvodem pro řešení diplomové práce je i problém samotného hodnocení povrchově zakalené vrstvy. Za měřítko optimální zakalené struktury je považována určitá hodnota povrchové tvrdosti, která však ne vždy odpovídá ideálně povrchově zakalené struktuře. Posledním impulzem pro diplomovou práci se stal experimentální materiál - ocel ČSN 41 2050. Jedná se právě o ocel nejčastěji používanou k povrchovému kalení a proto je velmi důležité analyzovat proces interakce HPDD laseru s tímto materiálem. Za hlavní cíl vědecko-výzkumného programu diplomové práce bylo zvoleno stanovení optimálních procesních parametrů (především kombinace rychlosti pohybu laserového paprsku a příkonu laseru) při povrchovém kalení oceli ČSN 41 2050 HPDD laserem. Vzhledem k nezanedbatelnému vlivu výchozí struktury na proces povrchového kalení (velikost zrna, stav předchozího tepelného zpracování atd.) byl cíl diplomové práce rozšířen o analýzu závislosti vlivu

výchozí struktury na výslednou povrchově zakalenou strukturu. Posledním důležitým úkolem, který by měl být v rámci diplomové práce vyhodnocen je úprava procesu laserového povrchového kalení s využitím předehřevu. 2. HPDD LASER COHERENT ISL-4000L U HPDD (High Power Direct Diode) laseru je paprsek vytvářen přímou transformací elektrické energie na světelnou. Princip transformace energie je stejný jako u běžně používaných laserových diod. K dosažení vysokého výkonu jsou jednotlivé laserové diody seskupeny do modulů. Vycházející laserové záření je pak usměrňováno jednou fokusační čočkou. Vlnová délka záření je závislá na typu použitého p-n přechodu diody. V případě HPDD laseru Coherent ISL- 4000L je p-n přechod tvořen polovodičovými materiály InGaAs/GaAs, které emitují záření o vlnové délce 808 nm. Uvedená vlnová délka se vyznačuje především dobrou energetickou absorpcí (30-40%) a následně vysokou rychlostí průběhu procesu povrchového kalení [2]. Mezi základní procesní parametry laseru, které zásadním způsobem ovlivňují efektivitu a výslednou kvalitu tepelného zpracování patří [3]: Výstupní výkon Hustota výkonu ve fokusační vzdálenosti Vlnová délka Energetické rozložení Procesní rychlost Vlnová délka 805 ± 10 nm Maximální výkon 4000 W Pracovní teplota prostředí 4 37 C Pracovní vzdálenost 90 mm Tab. 1 Procesní parametry HPDD laseru Coherent ISL-4000L Obr. 1 HPDD laser Coherent ISL-4000L 3. POPIS EXPERIMENTÁLNÍHO MATERIÁLU Experimentálním materiálem je ocel ČSN 41 2050 (AISI 1045, C45). Jedná se o ocel používanou především k povrchovému kalení a zušlechťování. Její využití je rozšířeno na celou řadu strojních součástí, jako jsou např. větší ozubená kola, šneky, ozubené věnce, hřídele těžebních strojů, turbokompresorů, karuselů atd [4]. Před zahájením experimentálního programu byly zkušební vzorky oceli ČSN 41 2050 hodnoceny z hlediska výchozí struktury pomocí metalografie a z hlediska chemického složení pomocí analýzy GD-OES. Metalografický rozbor výchozí struktury odhalil značné rozdíly ve velikosti perliticko-feritického zrna. Vzhledem k tomu, že stav výchozí struktury zásadním způsobem ovlivňuje průběh procesu povrchového kalení a má tedy i nezanedbatelný vliv na finální strukturu zakalené oceli, byl experimentální materiál podroben tepelnému zpracování normalizačním žíháním. Výchozí strukturu oceli ČSN 41 2050.1 zobrazuje obr. 2 a 3. Obr. 2 Struktura oceli ČSN 41 2050.1, leptáno Nital 3%, Obr. 3 Struktura oceli ČSN 41 2050.1, leptáno

Kontrola chemického složení oceli ČSN 41 2050.1 byla provedena porovnáním výsledků chemické analýzy GD-OES s chemickým složením udávaným normou ČSN 41 2050. Výsledné hodnoty koncentrace jednotlivých prvků jsou uvedeny v tabulce 2. Chem. prvek C Mn Si Cr Ni Cu P S Chem. složení dle ČSN 41 2050 Chem. Složení dle GD-OES 0,42-0,50 0,50-0,80 0,17-0,37 0,25 0,30 0,30 0,40 0,48 0,75 0,25 - - - - - Tab. 2 porovnání výsledků chemické analýzy GD-OES s chemickým složením udávaným normou ČSN 41 2050 0,30 4. VYHODNOCENÍ NAVRŽENÉHO EXPERIMENTÁLNÍHO PROGRAMU 4.1 Optimalizace parametrů příkonu a rychlosti pohybu laserového paprsku při tvorbě stopy vytvořené jediným průběhem laseru po povrchu vzorku popis experimentu číslo 1 Experiment byl proveden na vzorku o rozměrech 300x100x35mm. Samotný proces povrchového kalení byl v tomto případě omezen na tvorbu tří stop probíhajících v podélném směru součásti na ploše 300x100mm. Tvorba každé z dílčích stop označených 1, 2, 3 byla započata na samém okraji vzorku při konstantním příkonu 40% (1,6kW) maximálního příkonu laseru (4kW) a ukončena na protilehlé straně vzorku konstantním příkonem 100% (4kW) laseru. Stopa 1 byla provedena rychlostí pohybu v 1 =200 cm/min, stopa 2 při v 2 =230 cm/min a stopa 3 při v 3 =260 cm/min. Změna příkonu laseru byla uskutečněna skokovým zvyšováním příkonu o 4% (počítáno z maximálního výkonu laseru 4kW) po každých 20mm délky stopy s konstantním příkonem s výjimkou oblasti počátku a konce vzorku, tzn. při výkonu 40 a 100% byla stopa s konstantním příkonem provedena pouze v délce 10mm. Se zvyšováním příkonu přímo souvisí nárůst energie absorbované materiálem, který se projeví rozšiřováním zakalené stopy z počátečních 7mm na konečných 12,5mm. Procesní parametry povrchového kalení jednotlivých stop byly navrženy s ohledem na poměrně velkou plochu zkušebního vzorku. Důvodem bylo získání co největšího počtu kombinací parametrů příkon laseru vs rychlost pohybu laserového paprsku a následné komplexní hodnocení průběhu stopy z hlediska povrchové tvrdosti a mikrostruktury zakalené vrstvy. Celkem bylo vyhodnoceno 48 kombinací procesních parametrů. Obr. 4 Laserové povrchové kalení bez přetavení Obr. 5 Stopy vytvořené povrchovým kalením Obr. 6 Laserové povrchové kalení s přetavením Způsob provedení experimentu umožnil nejenom vyhodnocení velkého počtu kombinací procesních parametrů, ale zároveň zachycuje dva různé způsoby povrchového kalení a to laserové povrchové kalení bez přetavení a s přetavením. Na obr. 4 je stopa vytvořená laserovým povrchovým kalením bez přetavením. Tento způsob povrchového kalení je označován jako optimální, kdy nedochází vlivem přetavení povrchových vrstev k vytvoření reliéfu na povrchu tepelně zpracovaného předmětu. Naproti tomu povrchové kalení laserem s přetavením (obr. 6) se vyznačuje vznikem reliéfu v povrchově natavených oblastech a po procesu povrchového tepelného zpracování je nutné následné obrábění broušením.

HV 30 Vyhodnocení zkoušky povrchové tvrdosti Povrchová tvrdost byla měřena v oblasti průběhu celé zakalené stopy 1, 2 a 3. Grafické vyjádření průběhu tvrdosti v závislosti na vzdálenosti od čela vzorku je uvedeno na obr. 7. Při analýze je nutné akceptovat zvyšující se příkon laseru se vzrůstající vzdáleností od čela vzorku a tím pádem i zohlednit změnu tepelného zpracování povrchovým kalením bez přetavovaní povrchu na proces s natavováním povrchové vrstvy. Veškerá měření průběhu tvrdosti shodně prokázala tendenci vzestupu povrchové tvrdosti se vzrůstajícím použitým příkonem laseru. Se zvyšující se rychlostí pohybu laserového paprsku naopak dochází k mírnému poklesu tvrdosti při použitých nižších 800 700 600 500 400 300 200 100 Průběh tvrdosti 0 0 50 100 150 200 250 300 vzdálenost od čela vzorku [mm] stopa 1; v1=200cm/min stopa 2; v2=230cm/min stopa 3; v3=260cm/min výkonech. Například při výkonu 40% (1,6kW) Obr. 7 Tvrdost HV 30 v průběhu délky stopy 1, 2 a 3 maximálního výkonu laseru 100% (4kW) byla u stopy 1 (v 1 =200cm/min) naměřena tvrdost 287±44 HV, zatímco u stopy 3 (v 3 =260cm/min) se tvrdost rovnala 208±9 HV. Od výkonu 2,24kW (odpovídá vzdálenosti 90mm od čela vzorku) není možné z dosažených výsledků jednoznačně prokázat vliv zvyšující se rychlosti pohybu laserového paprsku na snižování povrchové tvrdosti. Metalografické hodnocení Pro metalografické hodnocení hloubky a struktury zakalené vrstvy byly vybrány 4 vzorky ze stopy 1 (v 1 =200cm/min) na nichž byl proveden podélný výbrus z oblastí odebraných ve vzdálenosti 40mm (vzorek A), 100mm (vzorek B), 200mm (vzorek C) a 275mm (vzorek D) od čela zkušebního vzorku. Podélný řez stopami byl veden v ose pohybu laserového paprsku z důvodu použitého profilu HPDD laseru (v ose laserového paprsku je nejvyšší intenzita emitovaného záření a pokud by byl řez veden mimo osu stopy, nebylo by možné porovnání hloubky zakalení mezi jednotlivými vzorky). Leptáno Nital 3%, doba leptání 4s. Obr. 8 A/ P= 2,08kW, Obr. 9 B/ P= 2,40kW, } martenzit } martenzit-troostit } martenzit-ferit Obr. 10 C/ P= 3,36kW, Obr. 11 D/ P= 4,00kW, Metalografické struktury vzorků A, B, C, D zachycených na obr. 8-11 poukazují, že nebylo u experimentu dosaženo optimálních procesních parametrů pro ocel ČSN 41 2050.1. Oblast povrchu se v případě ideálně povrchově zakalené oceli vyznačuje výskytem martenzitu těsně pod povrchem, který následně přechází v popuštěnou sorbitickou fázi až do základního materiálu. V tomto případě došlo k vytvoření několika podpovrchových vrstev označených na obr. 10.

Důvodem jejich vzniku je nejspíše velmi vysoká rychlost pohybu laserového paprsku, která s kombinací použitého příkonu nestačila k dostatečné austenitizaci povrchových vrstev. Optimalizace parametrů příkonu a rychlosti pohybu laserového paprsku při tvorbě stopy vytvořené jediným průběhem laseru po povrchu vzorku popis experimentu číslo 2 Experiment číslo 2 byl proveden na zkušebním vzorku o rozměrech 150x50x35mm. Stejně jako v předchozí kapitole se laserové povrchové kalení omezuje pouze na tvorbu stopy s cílem nalezení optimálních parametrů příkonu a rychlosti pohybu laserového paprsku. Vzhledem k neuspokojivým výsledkům předcházejícího experimentu byly navrhnuty další kombinace procesních parametrů tak, aby bylo dosaženo snížení teplotního gradientu a tím i zlepšení procesu austenitizace v průběhu povrchového kalení. U tohoto experimentu bylo vyhodnoceno 41 kombinací procesních parametrů. Na experimentálním materiálu bylo vytvořeno celkem 6 stop a to po 3 stopách na každé straně vzorku na ploše 150x50mm. Podobně jako v kapitole 4.1 dochází i zde v průběhu tvorby stopy ke zvyšování příkonu laseru při konstantní rychlosti pohybu paprsku, avšak pouze u stop 1 až 5. Šestá stopa se navíc vyznačuje konstantním příkonem. Ke zvyšování příkonu o 2,25% (z maximálního výkonu laseru 4kW) docházelo skokově po každých 20mm délky stopy s výjimkou počáteční oblasti, kde byl příkon zvýšen už po 15mm. Jednotlivé intervaly délky stopy s konstantním příkonem byly označeny abecedně písmeny A až H (obr. 12 a tab. 3.). Obr. 12 Stopy vytvořené povrchovým kalením laserem Stopa Rychlost pohybu laserového paprsku [cm/min] Označení oblasti s konstantním výkonem A B C D E F G H Příkon laseru [kw] 1 60 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2 40 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 3 50 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 4 80 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 5 100 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 6 50 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Tab. 3 Rychlosti pohybu laserového paprsku pro jednotlivé povrchově zakalené stopy a změna příkonu laseru v jednotlivých stopách; červené vyznačení vzorků - pro porovnání závislosti změny rychlosti pohybu laserového paprsku při konstantním příkonu laseru; modré vyznačení vzorků - pro porovnání závislosti změny příkonu laseru při konstantní rychlosti pohybu laserového paprsku Důležitým cílem toho experimentu bylo nejenom opět vyhodnotit celou řadu možných kombinací procesních parametrů (příkon laseru vs rychlost pohybu laserového paprsku), ale také odhalit vliv změny rychlosti pohybu paprsku na tloušťku vzniklých strukturních vrstev při konstantním příkonu laseru. K tomuto vyhodnocení byly použity vzorky 1H (v 1 =60cm/min), 2H (v 2 =40cm/min) a 6E (v 6 =50cm/min) vytvořené při konstantním příkonu laseru 50% (2kW) a

červeně označené v tab. 3. Opačná závislost (vliv změny příkonu laseru při konstantní rychlosti pohybu paprsku) byla sledována u stopy 4 (v 4 =80cm/min), resp. u vzorků 4C (P=2,3kW), 4E (P=2,5kW), a 4G (P=2,7kW) modře označených v tab. 3. 4.2.1 Metalografické hodnocení závislosti změny rychlosti pohybu laserového paprsku při konstantním příkonu laseru Obr. 13 vzorek 2H, v 2 =40cm/min, P=2kW, leptáno Nital 3%, Obr. 14 vzorek 6E, v 6 =50cm/min, P=2kW, leptáno Nital 3%, Obr. 15 vzorek 1H, v 1 =60cm/min, P=2kW, leptáno Nital 3%, Obr. 16 vzorku 2H, martenzit, v 2 =40cm/min, P=2kW, leptáno Obr. 17 vzorek 6E, martenzit, v 6 =50cm/min, P=2kW, leptáno Obr. 18 vzorek 1H, martenzit, v 1 =60cm/min, P=2kW, leptáno Z metalografického hodnocení je patrné, že opět nebylo dosaženo optimální zakalené struktury, a že se znovu výsledná povrchová vrstva skládá z několika dílčích vrstev. Stejně jako u předchozího experimentu došlo ke vzniku martenzitické vrstvy těsně pod povrchem, vrstvy martenziticko-troostitické a vrstvy martenziticko-feritické nad základním materiálem. Jak je vidět z obr. 13-15, dochází při snižování rychlosti pohybu paprsku s konstantním příkonem laseru k nárůstu tloušťek strukturních vrstev. Na obr. 16-18 je možné pozorovat vliv zvyšující se rychlosti pohybu paprsku při použitém konstantním příkonu laseru na rozložení martenzitu. Zatímco při rychlosti pohybu paprsku v 2 =40cm/min (obr. 16) bylo dosaženo rovnoměrné martenzitické struktury, vyšší rychlost v 1 =60cm/min (obr. 18) měla za následek nedostatečnou austenitizaci povrchu vedoucí ke vzniku ohraničených oblastí vysokouhlíkového a nízkouhlíkového martenzitu. 4.2.2. Metalografické hodnocení závislosti změny příkonu laseru při konstantní rychlosti pohybu laserového paprsku Obr. 19 vzorek 4C, P=2,3kW, v 4 =80cm/min, leptáno Nital 3%, Obr. 20 vzorek 4E, P=2,5kW, v 4 =80cm/min, leptáno Nital 3%, Obr. 21 vzorek 4G, P=2,7kW, v 4 =80cm/min, leptáno Nital 3%,

Obr. 22 vzorek 4C, martenzit, P=2,3kW, v 4 =80cm/min, leptáno Obr. 23 vzorek 4E, martenzit, P=2,5kW, v 4 =80cm/min, leptáno Obr. 24 vzorek 4G, martenzit, P=2,7kW, v 4 =80cm/min, leptáno Obr. 25 vzorek 4C, martenzitferit, P=2,3kW, v 4 =80cm/min, leptáno Obr. 26 vzorek 4E, martenzitferit, P=2,5kW, v 4 =80cm/min, leptáno Obr. 27 vzorek 4G, martenzitferit, P=2,7kW, v 4 =80cm/min, leptáno Jak ukazují obr. 19-21 dochází se zvyšováním příkonu laseru při konstantní rychlosti pohybu paprsku k nárůstu tloušťek strukturních vrstev, přičemž existuje přímo úměrná závislost mezi zvyšujícím se příkonem laseru a vzrůstající tloušťkou povrchových vrstev. Vliv má i hodnota použitého příkonu laseru na výslednou martenzitickou strukturu v oblasti pod povrchem, kdy např. u vzorku 4C je z metalografického výbrusu (obr. 22) patrná přítomnost kombinace vysokouhlíkového a nízkouhlíkového martenzitu, na rozdíl od struktury martenzitu na vzorcích 4E a 4G (obr. 23, 24). 4.2.2 Mikrotvrdost HV 0,025 Pro potvrzení domněnky přítomnosti výše uvedených strukturních vrstev v oblasti zakaleného povrchu bylo na vzorku 4E (P=2,5kW, v 4 =80cm/min) provedeno měření mikrotvrdosti HV 0,025. Výsledné hodnoty jsou uvedeny v následujících obr. 28-30 s označením příslušné strukturní fáze, ve které bylo naměřené mikrotvrdosti dosaženo. V případě oblasti pod povrchem zkušebního materiálu (obr. 28) odpovídají hodnoty mikrotvrdosti přítomnosti vysokouhlíkového a nízkouhlíkového martenzitu. Ve vzdálenosti 400µm pod povrchem (obr. 29) již bylo dosaženo nežádoucích strukturních změn kombinace vysokouhlíkového martenzitu a troostitu. Mikrotvrdost naměřená v oblasti nad základním materiálem (obr. 30) potvrzuje přítomnost vysokouhlíkového martenzitu a feritu. HV 0,025 666 HV 0,025 822 Obr. 28 Mikrotvrdost HV 0,025, vysokouhlíkový a nízkouhlíkový martenzit, leptáno Nital 3%, zvětšeno 500x HV 0,025 867 HV 0,025 442 Obr. 29 Mikrotvrdost HV 0,025, vysokouhlíkový martenzit a troostit, leptáno Nital 3%, zvětšeno 500x HV 0,025 920 HV 0,025 261 Obr. 30 Mikrotvrdost HV 0,025, vysokouhlíkový martenzit a ferit, leptáno Nital 3%, zvětšeno 500x

5. ZÁVĚR Bylo zjištěno, jakou kombinací procesních parametrů laseru lze ovlivnit tloušťku jednotlivých strukturních vrstev povrchově kalené oceli ČSN 41 2050.1. Při zvyšující se rychlosti pohybu laserového paprsku a při konstantním příkonu laseru dochází ke snižování tloušťek dílčích strukturních vrstev a naopak při zvyšujícím se příkonu laseru s konstantní rychlostí pohybu paprsku dochází ke zvyšování tloušťek strukturních vrstev. Dále byl analyzován vliv laserového povrchového kalení s přetavením na povrchovou tvrdost. Nejvyšší tvrdosti naměřené v průběhu stopy celého vzorku bylo dosaženo v oblastech, kde již vlivem kombinace procesních parametrů docházelo k natavování povrchové vrstvy. Doposud provedený experimentální program diplomové práce neodhalil správnou kombinaci procesních parametrů při povrchovém kalení HPDD laserem. Základem nevyhovujících výsledků je pravděpodobně nedokonalý proces austenitizace, který má za následek vznik chemicky nestejnorodého martenzitu, přítomnost feritu po hranici zrna a vznik troostitu během ochlazování. Vzhledem k dosavadním provedeným výsledkům bude následující experimentální část diplomové práce navržena s ohledem na získané poznatky. Ze získaných výsledků je možné s určitostí předvídat, že různou kombinací procesních parametrů dochází pouze ke změnám tloušťek strukturních vrstev, ale nedochází k jejich strukturním změnám. Z tohoto důvodu se následující vývoj řešení diplomové práce zaměří na úpravu výchozí struktury materiálu oceli ČSN 41 2050 na zušlechtěnou. Stav výchozí struktury má zásadní vliv na rychlost průběhu procesu austenitizace a proto popouštění, ke kterému v průběhu procesu zušlechťování oceli dochází, a které zajistí vyrovnání koncentrace chemického složení základního materiálu, může mít zásadní vliv na finální strukturu vytvořenou laserovým povrchovým kalením. Pro potvrzení rozdílné koncentrace chemických prvků (především uhlíku) v oblasti hranice a v oblasti uvnitř zrna bude provedena EDX analýza chemického složení. Poslední experiment, který završí výzkumný program diplomové práce bude zaměřen na úpravu procesu laserového povrchového kalením využitím předehřevu. Veškeré dosažené výsledky doposud poukazují na neustále velmi vysokou hodnotu teplotního gradientu v průběhu procesu kalení HPDD laserem. Použití předehřevu by mělo mít za následek snížení teplotního gradientu na povrchu zpracovávané součásti, vyšší teplota povrchu ovlivní hodnotu absorptivity laseru a především bude snadněji probíhat proces austenitizace povrchových vrstev. PODĚKOVÁNÍ Touto cestou bych ráda poděkovala všem, kteří mi pomáhali při tvorbě diplomové práce. Poděkování patří především vedoucímu práce Doc. Dr. Ing. A. Křížovi a konzultantovi Ing. J. Hájkovi, Ph. D. Rovněž děkuji Doc. Ing. Milanu Honnerovi, Ph. D. a Ing. Ondřeji Soukupovi, kteří mi umožnili realizaci experimentů v laboratoři Centra laserových a automatizačních technologií v NTC ZČU Plzeň. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY [1] Totten, G. E., Steel heat treatment, Taylor&Francis Group, Portland State University 2007 [2] http://laser.zcu.cz/files/pdf/strojarstvo_2009_7-8_str_37-38.pdf [3] http://laser.zcu.cz/files/pdf/hpdd%20laser.pdf [4] ČSN 41 2050