Trasformazioni strutturali in acciaio

Presentazione sul tema: "Trasformazioni strutturali in acciaio"— Transcript della presentazione:

1 Trasformazioni strutturali in acciaio
Salsomaggiore, Maggio 2003 Trattamenti Termici AIM, 19° Convegno Nazionale Trasformazioni strutturali in acciaio 100 Cr 6 sottoposto a trattamenti superficiali con laser di potenza G. Palombarini, G. Sambogna Istituto di Metallurgia, Università di Bologna G. Daurelio Centro Laser, Bari

2 tipiche di trattamenti laser
Irraggiamento dei campioni Condizioni di lavoro tipiche di trattamenti laser CSM rivestimenti e fusione superficiale D foratura SAM alligazione superficiale e fusione SH shock hardening TH indurimento per trasformazioni di fase (J.Singh, 1995) Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

3 Mappa per il trattamento laser di acciaio C 60
(Ashby & Easterling, 1984) Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

4 Trattamento laser senza fusione superficiale:
Acciaio 100 Cr 6 (AISI 52100): durezza elevata e uniforme penetrazione di tempra elevata deformazioni limitate buona resistenza ad usura tenacità discreta Trattamento laser senza fusione superficiale: trattamento termico convenzionale laser hardening Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

5 1 curve 3 2 3 Laser type: cw-CO2 , 1.4 kW Beam size: 5 x 5 mm2
Beam-to-workpiece distance: 152 mm Shielding gas: argon , m3/h Tribometer: pin-on-blok Contact: reciprocating dry sliding Counterfacing material (blok): AISI 01 steel (62-64 HRC, mm Ra) curve 1: conventionally heat tretaed (aust. 1 h 950°C; oil quench., temp. 2 h 250°C; HRC) curve 2: laser treated at 10.6 mm/s curve 3: laser treated at 17.0 mm/s 10 kg load 1 2 3 curve 3 Devgun & Molian , 1990 Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

6 1 3 2 curve 3 Tribometer: pin-on-blok
Contact: reciprocating dry sliding Counterfacing material (blok): AISI 01 steel (62-64 HRC, mm Ra) curve 1: conventionally heat tretaed (aust. 1 h 950°C; oil quench., temp. 2 h 250°C; HRC) curve 2: laser treated at 10.6 mm/s curve 3: laser treated at 17.0 mm/s 20 kg load 1 3 2 curve 3 Devgun & Molian , 1990 Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

7 Materiali e Trattamenti:  Lastre piane spesse 5 mm di
acciaio 100 Cr 6 (C 1%, Cr 1.5, Mn 0.4, Si 0.35)  Fasci laser da 1.2 e 1.5 kW  Coating anti-riflesso: grafite  Velocità di traslazione: da 0.5 a 1.4 m/min  Atmosfera: aria; azoto Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

8 Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.7 m/min
Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

9 sulla superficie trattata laser
Percorso Microdurezza HV sulla superficie trattata laser (1.2 kW; grafite; 0.6 m/min) Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

10 Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min
Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

11 Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min
Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

12 Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min
Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

13 Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min
Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

14 (b) (a) Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min q a  
Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

15 Trattamenti laser: 1.2 kW; grafite
q a   0.5 m/min 0.8 m/min 0.7 m/min Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

16 Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.7 m/min
Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

17 Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.7 m/min
Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

18 Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.7 m/min
Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

19 Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.7 m/min
Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

20 (Micro-Scale Abrasion Tester)
TRIBOMETRO MSAT (Micro-Scale Abrasion Tester) Data sphere: 25.4 mm diameter 10 GPa hardness slurry: aqueous suspension SiC particles 4-5 mm concentration 0.75 gcm-3 drip feed ~0.25 cm3min-1 contact load: 0.2 N relative speed: 0.05 m/s abrasion time: 5 to 13 min Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

21 Micro-Scale Abrasive Tester (MSAT)
Rutherford and Hutchings, 1984 pivot x slurry feed weight stack ball specimen load TE66, Plint&Partners Ltd.K sphere AISI (1000 HV) abrasive slurry mm SiCp in H2O contact load ± 0.01 N relative speed m/s at room temperature (20-25 °C) total sliding time 513 min in lab air (~ 60% RH)

22 . 1 Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min m2/N V  pb4/64 R
3 . 1 rinvenuto 2.58 e-12 m2/N Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min V  pb4/64 R b << R Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

23 . 1 2 Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min m2/N 3 rinvenuto
tr. laser 1.56 e-12 m2/N Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

24 . 1 2 Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min m2/N 3 rinvenuto
tr. laser 1.56 e-12 1.35 e-12 m2/N Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

25 . 1 2 4 Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min m2/N 3 rinvenuto
tr. laser 1.56 e-12 1.35 e-12 temprato 1.19 e-12 m2/N Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

26 . 6 1 2 4 5 Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min m2/N
3 . 1 2 4 6 rinvenuto 2.58 e-12 composito 3.10 e-12 borurato 0.40 e-12 tr. laser 1.56 e-12 1.35 e-12 temprato 1.19 e-12 m2/N Trattamento laser: 1.2 kW; grafite; 0.6 m/min 5 Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

27 Conclusioni Strutture polifasiche costituite da martensite, austenite e carburi, ottenute trattando acciaio 100 Cr 6 con laser di potenza, hanno presentato valori interessanti di resistenza ad usura abrasiva, di poco inferiori rispetto al 100 Cr 6 temprato in modo convenzionale. Il trattamento superficiale con laser di acciaio 100 Cr 6 previamente sottoposto a trattamento termico convenzionale migliora la resistenza dell’acciaio all’usura da strisciamento a secco, ma i meccanismi del danneggiamento richiedono ulteriori approfondimenti. Trattamenti Termici, AIM, Salsomaggiore, 2003

28 Ringraziamenti Si ringraziano cordialmente la Dott.ssa Daria Prandstraller per il supporto all’esecuzione dei test MSAT e il Dott. Fabrizio Tarterini per il supporto all’esecuzione delle misure HV.

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