5600235933

cechować się więc dużą wytrzymałością mechaniczną, odpornością na zmęczenie i na zużycie ścierne. Wysokie właściwości warstwy wierzchniej (WW) zależą z kolei w dużej mierze od właściwości wytrzymałościowych rdzenia elementu. Jeżeli w trakcie pracy elementu na jego powierzchnię oddziaływują siły tarcia i znaczne naciski, wówczas twarda warstwa wierzchnia utworzona na miękkim podłożu szybciej ulega zużyciu niż warstwa na podłożu twardym. Natomiast w przypadku przedmiotów, których zużycie następuje w wyniku ścierania powierzchni i zmęczenia wywołanego zmiennym polem naprężeń (osie, wałki), korzystne jest wytworzenie twardej warstwy wierzchniej na ciągliwym rdzeniu.

Jednym ze sposobów kształtowania WW jest hartowanie laserowe [1-6]. Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu tego rodzaju obróbki powierzchniowej na właściwości wytrzymałościowe stali 40H

2. WARUNKI BADAŃ

Do obróbki laserowej użyto wielomodowy laser C0₂ firmy Photon Sources (typ VFA 2500) o mocy znamionowej 2.5 kW i modzie poprzecznym TEMio-Badany materiał został poddany hartowaniu laserowemu, przy dobranych wcześniej parametrach obróbki: moc lasera (P) 2 kW, prędkość skanowania wiązki laserowej (v) 0.5 m/min, odległość ogniska soczewki od powierzchni przedmiotu (Af) 70 mm, absorbent - grafit koloidalny.

Stal 40H w stanie wyjściowym zmiękczonym poddano dwom wariantom obróbki cieplnej:

—    pierwszą partię próbek ulepszono cieplnie, a następnie hartowano laserowo (przy dobranych parametrach) oraz nisko odpuszczano w temperaturze 473K;

-    drugą partię próbek ulepszono cieplnie, hartowano indukcyjnie, a następnie nisko odpuszczano w temperaturze 473K.

Do badania właściwości mechanicznych zastosowano próbki okrągłe, z przewężeniem w środkowej części. Przed obróbką laserową pokrywano je absorbentem, a następnie hartowano laserowo, utwardzano przy różnych wariantach rozmieszczenia ścieżek hartowniczych, a mianowicie prostopadle, równolegle, spiralnie i pierścieniowo względem osi próbek.

Badania właściwości mechanicznych przeprowadzono w oparciu o statyczną próbę rozciągania na maszynie wytrzymałościowej MTS Systems typ 810.23, przy maksymalnym obciążeniu maszyny 250 kN i siłomierzu o zakresie pomiarowym do 250 kN. Do określenia wydłużeń trwałych stosowano dwa rodzaje ekstensometrów: model 632.31F-24, do pomiaru odkształceń podłużnych

0    zakresie do 10 % oraz model 632.18F-20, do pomiaru odkształceń poprzecznych

1    zakresie do 2,5 %. W badaniach stosowano dwie prędkości przyrostu wydłużeń tj. 0,01 mm/s, w zakresie odkształceń sprężystych oraz 0,025 mm/s, w zakresie odkształceń trwałych. Wyniki badań przedstawiono w postaci wykresów prób