The investigation of Microstructures and Properties of High Speed Steel HS6-5-2-5 after Laser Alloying

Abstract

W pracy przedstawiono wyniki badań laserowego stopowania na strukturę i własności warstwy wierzchniej stali szybkotnącej HS6-5-2-5, przetapianej za pomocą lasera diodowego dużej mocy (HPDL). Jako materiał stopujący użyto proszków WC, VC, TiC, SiC, Si3N4 i AI2O3. Stwierdzono, że do przetopienia i stopowanie laserowe twardymi cząstkami powoduje poprawę własności warstwy wierzchniej w całym zakresie mocy lasera. Odpowiedni dobór warunków pracy lasera jak również jakość wiązki ma wpływ na wyniki przetopienia co potwierdzono badaniami twardości, mikrotwardości, mikroanalizy rentgenowskiej i rentgenowskie analizy fazowej. W strefie przetopionej i stopowanej stwierdzono występowanie drobnoziarnistej oraz dendrytycznej struktury z kierunkiem krystalizacji związanym z dynamicznym przepływem ciepła ze strefy oddziaływania wiązki laserowej. Drobnoziarnista struktura martenzytu jest odpowiedzialna za wzrost twardości warstwy stopowanej. Zmiany mikrotwardości ściśle zależą od efektów oddziaływania wiązki laserowej na obrabianą powierzchnię. Wyniki badań pozwalają na lepsze zrozumienie mechanizmów strukturalnych towarzyszących przetapianiu i stopowaniu laserowemu. Laserowa obróbka powierzchniowa stanowi szczególnie obiecujące narzędzie do rozwiązywania problemów inżynierii powierzchni dzięki wykorzystaniu własności fizycznych wiązki lasera umożliwiających precyzyjną obróbkę cieplną w warstwie wierzchniej.